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申请/专利权人：南通市第一人民医院

摘要：本发明涉及老年康复器械技术领域，公开了基于AI技术的老年认知训练仪，包括移动底座和控制面板，通过设置支撑立杆和调节组件，对训练屏进行位置调节，在此过程中，利用老年人的图像信息，对目标老年人的关键关节点进行角度和高度分析，从而生成相应的调节信号并结合硬件结构进行位置调节工作，以增强硬件结构的智能性，提高了老年人使用训练仪的便捷性；再对老年人进行面部识别，配置相应的画像数据，以定义老年人的特征和需求，为个性化需求分析奠定基础，进而生成相应的认知训练模式；再通过对认知评分和动作轨迹的综合分析，进而对需求网络模型进行更新和优化，以重新匹配认知训练模式，提高了老年人使用的针对性。

主权项：1.基于AI技术的老年认知训练仪，包括移动底座1和控制面板，其特征在于：所述移动底座1的外壁设置有支撑立杆2和调节组件7，所述支撑立杆2与移动底座1固定连接，所述调节组件7包括伺服电机71和摆动杆72，所述伺服电机71固定连接在移动底座1外壁上，所述摆动杆72与伺服电机71的输出端固定连接；所述支撑立杆2内壁滑动连接有升降杆3，所述升降杆3的顶部旋转连接有训练屏4，所述训练屏4的外壁开设有扬声器5，所述升降杆3的内壁旋转连接有蜗杆8，所述蜗杆8的一端固定连接有旋钮9，所述蜗杆8的外壁啮合有与升降杆3内壁旋转连接的蜗轮6；所述控制面板包括数据采集单元、数据处理单元、自动控制单元和训练评估单元，数据采集单元、数据处理单元、自动调节单元和训练评估单元之间信号连接；数据采集单元采集老年人的图像信息，并发送给数据处理单元，其中，图像信息包括关节点数据和面部数据；数据处理单元包括目标定位模块和面部识别模块；通过目标定位模块对老年人所处空间位置进行识别分析，生成高度调节信号、角度调节信号和移动调节信号，并发送给自动控制单元；通过面部识别模块识别老年人身份，生成相应的需求信号，进行对应的认知训练模式匹配与生成；自动控制单元接收到高度调节信号、角度调节信号和移动调节信号，对认知训练仪进行位置调节工作；训练评估单元对认知训练模式匹配过程进行深度分析，评估匹配过程的精确性和稳定性，以对匹配过程进行优化；所述摆动杆72的外壁滑动连接有滑动块73，所述滑动块73与支撑立杆2外壁滑动连接；所述摆动杆72的外壁与滑动块73的连接部位开设有限位槽74，所述支撑立杆2的外壁与滑动块73的连接部位开设有滑槽75；所述蜗轮6的旋转中心与训练屏4的旋转中心之间相互重合设置，且蜗轮6的旋转中心通过连接轴与训练屏4的底部进行固定连接；所述摆动杆72与移动底座1之间通过转轴进行旋转连接；所述滑动块73沿限位槽74和滑槽75的内壁同步滑动；所述支撑立杆2的内壁与升降杆3的连接部位开设有连接槽；所述位置调节工作的具体过程为：A1，获取摄像头的内部参数和外部参数，先进行图像坐标系到相机坐标系的转换，再进行相机坐标系到世界坐标系的转换；所述内部参数为摄像机的焦距和光心所在位置的像素坐标，所述外部参数为摄像机在不同拍摄角度下的平移矩阵和旋转矩阵；A2，获取目标人物的图像信息，按照预设的关节点信息对目标人物进行关键关节点的位置标注，且每个关键关节点具有四个自由度信息，且自由度信息包括x、y、z位置和可见度，其中可见度为1表示有关键关节点，可见度为0表示无关键关节点；再对关键关节点进行由上而下的顺序连接生成关节连接图，对关节连接图进行位置分析和角度分析；所述关键关节点由横跨躯干、手臂、腿部和面部的33个关键节点组成；A2-1，位置分析的具体过程为：A2-11，以关键关节点坐标Mxa，ya，za为圆心，以半径为r计算位置对比区域的体积V，并得到位置对比区域的6个边界点坐标分别为Axa-r，ya，za、Bxa+r，ya，za、Cxa，ya+r，za、Dxa，ya-r，za、Exa，ya，za-r和Fxa，ya，za+r，计算位置对比区域与标准位置对比区域的相似度d；A2-12，再将相似度d与预设相似度D进行对比：当d＜D，表示目标人物使用认知训练仪的位置合适；当d≥D，表示目标人物使用认知训练仪的位置不合适，获取关键关节点的自由度信息，进而获取可见度为0的关键关节点的位置，并将关节连接图分割成上、中、下三个区域：当可见度为0的位置处于上区域，发出高度调节指令，并调高训练仪，同时进行角度分析；当可见度为0的位置处于中区域，发出移动调节指令，将训练仪向后平移，同时进行角度分析；当可见度为0的位置处于下区域，发出高度调节指令，并调低训练仪，同时进行角度分析；A2-2，角度分析的具体过程为：A2-21，获取目标人物的左髋关节和右髋关节之间连接线的中点位置，并标记为目标点，以目标点为圆点，以目标点和左脚尖之间的距离为圆的半径，对目标人物整体进行外接圆绘图操作，将目标点和鼻子进行连接，对连接直线进行向上延长直到延长线与外接圆相交，并将延长线与外接圆的交点记为虚拟点；A2-22，以目标点和虚拟点为基准点，将关节连接图映射到预设的标准棋盘格平面上，分别获取平面上连接左、右肩部与目标点的直线倾斜角度，且倾斜角度被分别标记为θ1与θ2，和连接眼部中心与虚拟点的直线倾斜角度，且倾斜角度分被分别标记为θ3与θ4，再计算对应倾斜角度之间的差值，设置梯度差异度±wc％，当差值不在梯度差异度±wc％内，则生成角度调节信号进行自动角度调节。

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