中国医科大学关一夫获国家专利权
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龙图腾网获悉中国医科大学申请的专利一种基于非沉浸式虚拟现实实现视空间能力评估的方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119472994B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-31发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411499531.X,技术领域涉及:G06F3/01;该发明授权一种基于非沉浸式虚拟现实实现视空间能力评估的方法是由关一夫;常世杰设计研发完成,并于2024-10-24向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于非沉浸式虚拟现实实现视空间能力评估的方法在说明书摘要公布了:本发明提供一种基于非沉浸式虚拟现实评估视空间能力的方法。该方法用于计算机装置,该方法包括:通过显示屏显示路径学习界面,以供受试者进行路径学习;该路径学习界面显示一张二维平面地图;该地图上有一条标记了起点和终点的规定路径;通过显示屏显示出一个虚拟三维空间,以供受试者进行三维虚拟空间行走的测试;在受试者进行三维虚拟空间行走的测试时,受试者根据记忆的规定路径,从起点出发,沿着街道向终点前行,或从终点返回到起点;利用受试者的眼动轨迹和鼠标动作,计算受试者的评估指标;以此评估出受试者的视空间能力。本发明的检测范式可以评估不同年龄段人群或不同认知功能水平受试者的视空间能力,实现了接近真实场景的视空间测试。
本发明授权一种基于非沉浸式虚拟现实实现视空间能力评估的方法在权利要求书中公布了:1.一种基于非沉浸式虚拟现实实现视空间能力评估的方法,用于计算机装置,所述计算机装置包括:鼠标、显示屏、眼动仪、颚托架、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序;其中,所述鼠标用于控制所述显示屏上光标的移动,所述显示屏用于显示该视空间能力评估的方法对应的测试内容,所述眼动仪用于记录受试者在回应所述对应的测试内容时的眼动轨迹,所述颚托架用于稳定受试者的头部,所述处理器用于执行所述计算机程序时实现该视空间能力评估的方法;其特征在于,该视空间能力评估的方法包括: 步骤S1:在接收进入路径学习的指令后,通过所述显示屏显示所述路径学习的界面,以供受试者进行路径学习;其中,所述路径学习的界面上显示一张二维平面地图;所述二维平面地图上分布有纵横交织的街道,由街道围成的街区内分布有建筑物;所述二维平面地图上沿着街道标记有一条规定路径,所述规定路径的一端标记为起点,所述规定路径的另一端标记为终点,所述规定路径上分布有若干个十字路口;所述规定路径是受试者在后续接受三维虚拟空间行走的测试时需要遵从的行走路径;在受试者进行路径学习时,受试者开始记忆所述规定路径,直到接收结束路径学习的指令;其中,所述十字路口为决策点; 步骤S2:在接收进入空间行走的指令后,通过所述显示屏显示出一个虚拟三维空间,以供受试者进行三维虚拟空间行走的测试;其中,所述虚拟三维空间是所述二维平面地图的三维立体化;在受试者进行三维虚拟空间行走的测试时,受试者根据记忆的规定路径,利用鼠标做出从所述起点出发,沿着街道向所述终点前行,在途径的每一个十字路口做出前进、左转、右转、掉头的决定,直至鼠标做出到达所述终点的决定; 步骤S3:利用所述眼动仪记录的受试者的眼动轨迹和所述鼠标的动作,记录和计算受试者的评估指标; 步骤S4:根据所述受试者的评估指标,得出所述受试者的视空间能力的评估结果; 所述步骤S2之后、以及步骤S3之前,还包括: 在接收进入空间返回的指令后,受试者根据记忆的规定路径,利用鼠标做出从所述终点出发,沿着街道向所述起点前行,在途径的每一个十字路口做出前进、左转、右转、掉头的决定,直至鼠标做出到达所述起点的决定; 所述受试者的评估指标包括以下其中之一或其组合:完成路径学习的时长、路径学习过程中注视平面建筑物的关注点个数、路径学习过程中注视平面建筑物的总时长、完成三维虚拟空间行走的总时长、完成三维虚拟空间行走的分段时长、三维虚拟空间行走过程中注视空间建筑物的关注点个数、三维虚拟空间行走过程中注视空间建筑物的总时长、三维虚拟空间行走过程中决策错误次数、三维虚拟空间行走的路径偏离度、完成三维虚拟空间返回的总时长、完成三维虚拟空间返回的分段时长、三维虚拟空间返回过程中注视空间建筑物的关注点个数、三维虚拟空间返回过程中注视空间建筑物的总时长、三维虚拟空间返回过程中决策错误次数、三维虚拟空间返回的路径偏离度; 其中,所述完成路径学习的时长为:接收进入路径学习的指令至接收结束路径学习的指令之间的时间长度; 所述路径学习过程中注视平面建筑物的关注点个数为:受试者在进行路径学习中,受试者目光停留在所述二维平面地图上建筑物的时间超过150毫秒的关注点的个数; 所述路径学习过程中注视平面建筑物的总时长为:受试者在进行路径学习中,受试者目光停留在所述二维平面地图上建筑物上的关注点的时间总和; 所述完成三维虚拟空间行走的总时长为:受试者在进行三维虚拟空间行走的测试中,鼠标从所述起点行走至所述终点所用的时间长度; 所述完成三维虚拟空间行走的分段时长为:受试者在进行三维虚拟空间行走的测试中,鼠标从第N个决策点到达第N+1个决策点所用的时间长度;N为大于等于1的正整数; 所述三维虚拟空间行走过程中注视空间建筑物的关注点个数为:受试者在进行三维虚拟空间行走的测试中,受试者目光停留在三维虚拟空间中建筑物的时间超过150毫秒的关注点的个数; 所述三维虚拟空间行走过程中注视空间建筑物的总时长为:受试者在进行三维虚拟空间行走的测试中,受试者目光停留在三维虚拟空间中建筑物上的关注点的时间总和; 所述三维虚拟空间行走过程中决策错误次数为:受试者在进行三维虚拟空间行走的测试中,受试者做出的错误决策的次数; 所述三维虚拟空间行走的路径偏离度为:受试者在进行三维虚拟空间行走的测试中,受试者在三维虚拟空间中的真实行走路径与所述规定路径的偏差程度; 所述完成三维虚拟空间返回的总时长为:受试者在进行三维虚拟空间返回的测试中,鼠标从所述终点返回至所述起点所用的时间长度; 所述完成三维虚拟空间返回的分段时长为:受试者在进行三维虚拟空间返回的测试中,鼠标从第M个决策点到达第M-1个决策点所用的时间长度;M为大于等于2的正整数; 所述三维虚拟空间返回过程中注视空间建筑物的关注点个数为:受试者在进行三维虚拟空间返回的测试中,受试者目光停留在三维虚拟空间中建筑物的时间超过150毫秒的关注点的个数; 所述三维虚拟空间返回过程中注视空间建筑物的总时长为:受试者在进行三维虚拟空间返回的测试中,受试者目光停留在三维虚拟空间中建筑物上的关注点的时间总和; 所述三维虚拟空间返回过程中决策错误次数为:受试者在进行三维虚拟空间返回的测试中,受试者做出的错误决策的次数; 所述三维虚拟空间返回的路径偏离度为:受试者在进行三维虚拟空间返回的测试中,受试者在三维虚拟空间中的真实返回路径与所述规定路径的逆向路径的偏差程度; 所述三维虚拟空间行走的路径偏离度的计算过程,具体包括: 将所述规定路径的决策点序列标记为X=[x1,x2,…,xn];其中,xi是所述规定路径上的第i个决策点;其中,n为所述规定路径上的决策点的总个数; 将所述受试者在三维虚拟空间中的真实行走路径的决策点序列标记为Y=[y1,y2,…,ym];其中,yj是所述真实行走路径上的第j个决策点;其中,m为所述真实行走路径上的决策点的总个数; 根据所述规定路径的决策点序列和所述真实行走路径的决策点序列,构建一个n×m维度的距离矩阵D;其中,所述距离矩阵D的元素di,j是所述规定路径的决策点xi到所述真实行走路径的决策点yj之间距离的绝对值; 由所述距离矩阵D构建一个累积距离矩阵C;其中,所述累积距离矩阵C的元素ci,j是所述距离矩阵D的元素di,j加上所述累积距离矩阵C中元素{ci-1,j,ci,j-1,ci-1,j-1}中的最小值;所述累积距离矩阵C中元素{ci-1,j,ci,j-1,ci-1,j-1}中的最小值即为xi与yj两点之间的最小累积距离; 所述累积距离矩阵C中的元素cn,m的数值就是受试者在三维虚拟空间中的真实行走路径与所述规定路径的偏差程度; 当受试者真实行走路径与规定路径完全一致时,所述三维虚拟空间行走的路径偏离度为零; 所述三维虚拟空间返回的路径偏离度的计算过程,具体包括: 所述规定路径的逆向路径与空间行走的规定路径相反,即将所述规定路径的逆向路径的决策点序列记为X=[xn,xn-1,…,x1];其中,xi是所述规定路径的逆向路径上的第i个决策点;其中,n为所述规定路径的逆向路径上的决策点的总个数; 将所述受试者在三维虚拟空间中的真实返回路径的决策点序列标记为是Y=[ym,ym-1,…,y1];其中,yj是所述真实返回路径上的第j个决策点;其中,m为所述真实返回路径上的决策点的总个数; 根据所述规定路径的逆向路径的决策点序列和所述真实返回路径的决策点序列,构建一个n×m维度的距离矩阵D;其中,所述距离矩阵D的元素di,j是所述规定路径的逆向路径的决策点xi到所述真实返回路径的决策点yj之间距离的绝对值; 由所述距离矩阵D构建一个累积距离矩阵C;其中,所述累积距离矩阵C的元素ci,j是所述距离矩阵D的元素di,j加上所述累积距离矩阵C中元素{ci-1,j,ci,j-1,ci-1,j-1}中的最小值;所述累积距离矩阵C中元素{ci-1,j,ci,j-1,ci-1,j-1}中的最小值即为xi与yj两点之间的最小累积距离; 所述累积距离矩阵C中的元素cn,m的数值就是受试者在三维虚拟空间中的真实返回路径与所述规定路径的逆向路径的偏差程度; 当受试者在三维虚拟空间中的真实返回路径与所述规定路径的逆向路径完全一致时,所述三维虚拟空间返回的路径偏离度为零。
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