基于Kinect的自闭症儿童体感康复系统设计

发布时间：2020-04-01 09:57

【摘要】：自闭症是一种起病于婴幼儿时期的广发性神经发育障碍疾病,主要症状有:语言障碍、社会交往障碍、兴趣狭隘和行为刻板等。自闭症的病因尚不明确,无最佳的治疗方法,一旦发病将会伴随终生,干预治疗是目前公认的有效方法。随着体感技术的兴起,Kinect以其自然的人机交互方式,逐渐被应用于自闭症康复领域,其康复效果也得到了广泛的证实。由于国内对自闭症康复训练资源有着很大的需求量,且现有体感康复设备存在些许不足,本研究基于Kinect设计了一套针对自闭症儿童的体感康复系统,系统包括体感游戏模块和数据管理模块,并对其康复效果进行了实验论证。具体的研究工作主要包括:第一,针对自闭症儿童的康复需求,结合主流干预治疗方法,采用C#编程语言和WPF窗体应用程序开发技术,设计并实现了基于Kinect的体感游戏模块。在开发过程中运用了Kinect的图像采集、坐标变换、骨骼跟踪、碰触检测、动作识别、语音识别等方法。体感康复游戏涉及了自闭症儿童的语言交流、行为运动、日常生活、感觉统合等全面能力的训练,改善了以往康复训练在干预范围上的不足。设计了多种游戏类型和多样化的游戏模式,以满足自闭症儿童康复训练的个性化需求。第二,采用C#编程语言和SQL Server数据库,设计开发了系统的数据管理模块,实现了游戏数据的实时记录功能,满足了对游戏数据的管理和分析需求。此外,采用数据库的远程访问技术,解决了游戏数据不能集中存储和管理的问题。第三,对系统的康复效果进行实验验证。使用CARS量表和PEDI量表作为本系统的康复效果评估工具,将实验对象分为实验组和对照组,分别做前后对比实验。通过对CARS量表的评分数据分析发现:接受体感康复训练的实验组儿童的综合能力提升明显(0.01P0.05);而未接受体感康复训练的对照组儿童的能力提升不明显,无统计学意义(P0.05)。通过对PEDI量表的评分数据分析发现:实验组儿童的语言交流、行为活动和日常生活等方面的能力均获得了显著地增强(P0.05);而对照组儿童各方面的能力并无显著增强(P0.05)。通过实验证明:本体感康复系统对自闭症儿童有良好的康复效果;且在实验中系统的稳定性也得到了有效的验证。总之,本文围绕自闭症体感康复系统的体感游戏模块设计、数据管理模块设计以及系统康复效果分析等三方面展开研究,运用相关技术,设计并开发了系统应用程序,满足了自闭症儿童的训练和康复需求,有较强的现实意义。
【图文】：

自闭症儿童,动作模仿,日常生活能力,认知能力

1-2 基于 Kinect 和 NAO 机器人的动作模仿训自闭症儿童的日常生活能力、认知能力采用 Kinect 大冒险游戏对自闭症儿童的的湖滨自闭症训练中心(The Lakeside C儿童的认知及匹配能力[37]。另外，黄铭师游戏。游戏中，自闭症儿童需要根据也可以训练自闭症儿童的日常生活技能训练游戏中，颜色匹配和图片分类游训练[38]。颜色匹配游戏要求自闭症儿童图片分类游戏要求自闭症儿童用手正确那一张，二者均是训练自闭症儿童的认日常生活技能的提升也有所帮助。颜色

颜色匹配,画面,自闭症儿童,和图

图 1-3 颜色匹配和图片分类游戏画面1.3 康复现状分析体感游戏作为自闭症儿童康复领域的新型干预方法，已被广泛地应用到自闭症儿童的康复治疗中来，并且其康复效果得到众多研究者的证实。然而，也有部分研究者表示，目前自闭症康复领域现有的体感游戏还存在些许不足之处。首先，虽然目前针对自闭症儿童各方面能力的训练的体感康复游戏有很多，其干预效果也得到了有效的证实，但是鲜有将各方面能力的干预训练集合到同一个康复系统中，这对于自闭症儿童的康复治疗带来了极大的不便[39,40]。因此自闭症儿童迫切需要既有针对性，又可以对全方位能力实施干预训练的体感康复系统。其次，由于自闭症儿童的个体能力和喜好存在着明显差异，现有的自闭症儿童体感康复游戏尚不能满足自闭症儿童的个性化和多样化需求[40,41]。体感游戏的个性化设计符合结构化教育的理论方法，是实现自闭症儿童干预效果最大化的必要途径。最后，，现有的自闭症体感康复游戏一般由监护者人为地记录数据，没有游戏
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH77

【参考文献】