【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及虛擬現(xiàn)實(shí)裝置，尤其涉及一種結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的情緒壓力緩解與監(jiān)測(cè)方法。
技術(shù)介紹
1、隨著現(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展，情緒壓力已經(jīng)成為影響人們生活質(zhì)量和健康的重要因素之一。傳統(tǒng)的情緒調(diào)節(jié)方法主要依賴于心理咨詢、藥物治療或靜態(tài)冥想等手段。然而，這些方法往往存在個(gè)性化不足、實(shí)時(shí)反饋不夠和效果滯后等問(wèn)題，無(wú)法充分滿足用戶在不同情境下的情緒管理需求。
2、近年來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)(vr)技術(shù)的發(fā)展為情緒調(diào)節(jié)提供了新的可能性。通過(guò)沉浸式的虛擬環(huán)境，用戶可以暫時(shí)脫離現(xiàn)實(shí)世界，進(jìn)入一個(gè)由視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)等多感官融合的虛擬空間，從而有效地放松和緩解壓力。然而，現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實(shí)情緒調(diào)節(jié)系統(tǒng)仍存在以下技術(shù)瓶頸：(1)缺乏對(duì)用戶情緒狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析，無(wú)法根據(jù)用戶的情緒變化動(dòng)態(tài)調(diào)整虛擬環(huán)境；(2)虛擬環(huán)境的設(shè)計(jì)相對(duì)固定，無(wú)法根據(jù)用戶的個(gè)性化需求進(jìn)行調(diào)整；(3)現(xiàn)有的情緒調(diào)節(jié)系統(tǒng)多依賴于簡(jiǎn)單的用戶自述或外部觀察，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)情緒變化的精確預(yù)測(cè)與干預(yù)。
3、因此，如何開(kāi)發(fā)一種能夠結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、實(shí)時(shí)情緒監(jiān)測(cè)與動(dòng)態(tài)反饋的情緒壓力緩解與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問(wèn)題。該系統(tǒng)應(yīng)能夠通過(guò)生理數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與分析，精確識(shí)別和預(yù)測(cè)用戶的情緒狀態(tài)，并根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果動(dòng)態(tài)調(diào)整虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)個(gè)性化、實(shí)時(shí)的情緒管理與壓力緩解。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)為基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的情緒壓力管理和監(jiān)測(cè)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐，在個(gè)性化、實(shí)時(shí)性和效果性方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，能夠有效替代傳統(tǒng)靜態(tài)的情緒調(diào)節(jié)方法。
2、根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施例的一種結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的情緒壓力緩解與監(jiān)測(cè)方法，包括如下步驟：
3、s1、通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備向用戶提供虛擬環(huán)境，虛擬環(huán)境由unity平臺(tái)構(gòu)建，用戶通過(guò)佩戴虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴設(shè)備和使用控制器與環(huán)境進(jìn)行互動(dòng)；
4、s2、通過(guò)生物傳感器實(shí)時(shí)采集用戶的生理數(shù)據(jù)，生理數(shù)據(jù)包括心率、腦電波、皮膚電反應(yīng)和血氧飽和度；
5、s3、將s2的生理數(shù)據(jù)輸入至長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型中進(jìn)行處理，分析用戶的情緒狀態(tài)，并預(yù)測(cè)其情緒變化；
6、s4、基于長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型的情緒狀態(tài)分析與預(yù)測(cè)結(jié)果，實(shí)時(shí)調(diào)整虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的視覺(jué)、音效及互動(dòng)元素，包括調(diào)整環(huán)境光線、音效和虛擬物體的互動(dòng)性，適應(yīng)用戶當(dāng)前的情緒狀態(tài)；
7、s5、重復(fù)步驟s2至s4，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶情緒壓力的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與緩解。
8、可選的，所述s1包括如下步驟：
9、s11、使用unity平臺(tái)構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，通過(guò)調(diào)節(jié)視覺(jué)元素、音效和交互元素和場(chǎng)景變換，滿足用戶的情緒調(diào)節(jié)需求；
10、s12、通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴設(shè)備，通過(guò)提供高清顯示、廣視角和低延遲的視覺(jué)效果，并配備音頻輸出設(shè)備，實(shí)現(xiàn)沉浸式音效體驗(yàn)；
11、s13、使用手持控制器進(jìn)行交互，通過(guò)交互裝置支持用戶在虛擬環(huán)境中進(jìn)行導(dǎo)航、物體操作及場(chǎng)景切換，且具有觸覺(jué)反饋功能，增強(qiáng)用戶體驗(yàn)；
12、s14、系統(tǒng)初始化時(shí)，加載用戶預(yù)設(shè)的虛擬場(chǎng)景，并根據(jù)用戶選擇的情緒調(diào)節(jié)模式，實(shí)時(shí)調(diào)整場(chǎng)景的視覺(jué)元素包括顏色、亮度和音效設(shè)置包括背景音樂(lè)、自然音效；
13、s15、定義虛擬場(chǎng)景參數(shù)ps為一組控制變量，包括光照強(qiáng)度l、色調(diào)c、音量v和交互元素響應(yīng)時(shí)間tr，系統(tǒng)根據(jù)用戶的情緒狀態(tài)和實(shí)時(shí)反饋，動(dòng)態(tài)調(diào)整ps＝(l，c，v，tr)的值，優(yōu)化用戶體驗(yàn)。
14、可選的，所述s2具體包括：
15、s21、用戶佩戴生物傳感器設(shè)備，包括心率監(jiān)測(cè)器，心率監(jiān)測(cè)器通過(guò)光電容積描記法實(shí)時(shí)測(cè)量用戶的心率數(shù)據(jù)hr和心率變異性hrv，腦電波頭帶，通過(guò)電極采集用戶的腦電波信號(hào)，記錄大腦的電活動(dòng)數(shù)據(jù)eeg(t)，其中t表示采集時(shí)間，皮膚電反應(yīng)傳感器，皮膚電反應(yīng)傳感器檢測(cè)用戶皮膚的電導(dǎo)率變化，生成皮膚電反應(yīng)數(shù)據(jù)gsr(t)，評(píng)估用戶的壓力水平，脈搏血氧儀，通過(guò)光學(xué)傳感器測(cè)量用戶的血氧飽和度spo2及呼吸率rr；
16、s22、生物傳感器設(shè)備通過(guò)無(wú)線通信模塊，將實(shí)時(shí)采集到的生理數(shù)據(jù)d(t)傳輸至數(shù)據(jù)處理單元，其中d(t)＝{hr，hrv,eeg(t)，gsr(t)，spo2，rr}；
17、s23、數(shù)據(jù)處理單元對(duì)生理數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括信號(hào)去噪、歸一化處理，并對(duì)多通道數(shù)據(jù)進(jìn)行同步，生成統(tǒng)一的時(shí)間序列數(shù)據(jù)ds(t)；
18、s24、將預(yù)處理后的時(shí)間序列數(shù)據(jù)ds(t)傳遞至長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型，作為情緒狀態(tài)分析和預(yù)測(cè)的輸入數(shù)據(jù)。
19、可選的，所述s3具體包括：
20、s31、將預(yù)處理后的時(shí)間序列數(shù)據(jù)ds(t)輸入至長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型，捕捉用戶生理數(shù)據(jù)中與情緒變化相關(guān)的時(shí)間依賴性模式；
21、s32、長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型的輸入為當(dāng)前時(shí)間步t的生理數(shù)據(jù)向量ds(t)，生理數(shù)據(jù)向量ds(t)包含用戶在時(shí)間t時(shí)刻的心率、腦電波、皮膚電反應(yīng)生理數(shù)據(jù)，模型通過(guò)記憶單元的輸入門(mén)、遺忘門(mén)和輸出門(mén)，對(duì)當(dāng)前時(shí)間步的數(shù)據(jù)與前一時(shí)間步的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系進(jìn)行處理，產(chǎn)生隱狀態(tài)向量ht：
22、ht＝σ(wi·[ds(t)，ht-1]+bh)；
23、其中，ht表示長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型在時(shí)間步t產(chǎn)生的隱狀態(tài)向量，代表長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前記憶的用戶情緒信息，ds(t)表示在時(shí)間t時(shí)刻采集到的用戶生理數(shù)據(jù)的集合，ht-1表示長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型在前一時(shí)間步t-1的隱狀態(tài)向量，承載了長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)對(duì)先前情緒狀態(tài)的記憶，σ是激活函數(shù)，用于將計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換為適合下一步處理的值；
24、s33、通過(guò)多層生理數(shù)據(jù)向量ds(t)網(wǎng)絡(luò)的迭代計(jì)算，生成最終的情緒狀態(tài)預(yù)測(cè)向量yt，該向量表示系統(tǒng)對(duì)用戶在時(shí)間t時(shí)刻的情緒狀態(tài)預(yù)測(cè)值：
25、yt＝softmax(wy·ht+by)；
26、其中，yt表示在時(shí)間t時(shí)刻的情緒狀態(tài)預(yù)測(cè)值，是系統(tǒng)對(duì)用戶當(dāng)前情緒的估計(jì)結(jié)果，softmax是一個(gè)轉(zhuǎn)換函數(shù)，用于將長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)的輸出轉(zhuǎn)換為不同情緒狀態(tài)的概率分布，確定用戶的主要情緒類別；
27、s34、根據(jù)情緒狀態(tài)預(yù)測(cè)向量yt，識(shí)別用戶的情緒狀態(tài)類別，并基于狀態(tài)類別動(dòng)態(tài)調(diào)整虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的元素。
28、可選的，所述s34具體包括：
29、將情緒狀態(tài)預(yù)測(cè)向量yt中各情緒類別的概率值進(jìn)行排序，確定用戶當(dāng)前的主要情緒狀態(tài)類別ct：
30、ct＝argmax(yt)；
31、其中，ct表示在時(shí)間t時(shí)刻系統(tǒng)預(yù)測(cè)的用戶主要情緒狀態(tài)類別，包括焦慮、放松、壓力；
32、s342、根據(jù)用戶的主要情緒狀態(tài)類別ct，從預(yù)先定義的情緒調(diào)節(jié)策略庫(kù)中選擇對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)策略s(ct)，其中每個(gè)調(diào)節(jié)策略包含一組虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境參數(shù)的調(diào)整規(guī)則：
33、s(ct)＝{ps：l(ct)，c(ct)，v(ct)，tr(ct)}；
34、其中，l(ct)表示與情緒狀態(tài)ct相匹配的環(huán)境光照強(qiáng)度，c(ct)表示與情緒狀態(tài)ct相匹配的場(chǎng)景色調(diào)，v(ct)表示與情緒狀態(tài)ct相匹配的本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的情緒壓力緩解與監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的情緒壓力緩解與監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述S1包括如下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的情緒壓力緩解與監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述S2具體包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的情緒壓力緩解與監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述S3具體包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的情緒壓力緩解與監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述S34具體包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的情緒壓力緩解與監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述S4具體包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的情緒壓力緩解與監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述S42具體包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的情緒壓力緩解與監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述S5具體包括：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的情緒壓力緩解與監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的情緒壓力緩解與監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述s1包括如下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的情緒壓力緩解與監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述s2具體包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的情緒壓力緩解與監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述s3具體包括：
5.根...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳俏，吳志兵，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：湖南勞動(dòng)人事職業(yè)學(xué)院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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