技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域，特別涉及一種自閉癥兒童輔助交流裝置。

背景技術(shù)：
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自閉癥也叫孤獨(dú)癥，一般多發(fā)生在兒童身上，是一種精神發(fā)育障礙。隨著社會(huì)的發(fā)展，近些年來，自閉癥兒童的數(shù)量不斷增加。由于病因復(fù)雜，傳統(tǒng)藥物難以治愈，目前最有效的治療方式是教育和訓(xùn)練。特殊教育和康復(fù)訓(xùn)練是各國采取的主要方式，像美國一樣的發(fā)達(dá)國家，具有好的醫(yī)療環(huán)境，自閉癥兒童一般能夠得到良好的早期治療。但在發(fā)展中國家，例如中國，從事這方面教育的師資力量和經(jīng)費(fèi)都十分匱乏，自閉癥兒童很難得到好的治療。

由于公眾認(rèn)知的淡薄、傳統(tǒng)觀念的偏見、專業(yè)支持系統(tǒng)和教育的缺失，自閉癥兒童仍被排斥在正常生活之外，連爭取最基本的權(quán)利和尊嚴(yán)，也相當(dāng)曲折艱難。自閉癥兒童最主要表現(xiàn)為不同程度的言語發(fā)育障礙、人際交往障礙、興趣狹窄和行為方式刻板，不善與人交流及意思表達(dá)，導(dǎo)致影響其身心發(fā)展、認(rèn)知學(xué)習(xí)及互動(dòng)交流。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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(一)解決的技術(shù)問題

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種自閉癥兒童輔助交流裝置，改善自閉癥兒童的認(rèn)知、交流及學(xué)習(xí)能力。

(二)技術(shù)方案

一種自閉癥兒童輔助交流裝置，包括腦電信號(hào)處理模塊和輔助交流機(jī)器人，所述腦電信號(hào)處理模塊和所述輔助交流機(jī)器人之間以無線通信模塊進(jìn)行連接。

所述輔助交流機(jī)器人包括位移判斷模塊、聲音拾取模塊、表情識(shí)別模塊、行為記錄模塊、語音輸出模塊、情緒顯示模塊、運(yùn)動(dòng)軌跡模塊和主控制器；

所述位移判斷模塊判斷機(jī)器人主體與兒童之間的距離；

所述聲音拾取模塊采集兒童的聲音信號(hào)；

所述表情識(shí)別模塊識(shí)別兒童面部表情；

所述行為記錄模塊捕捉兒童軀干動(dòng)作；

所述語音輸出模塊輸出機(jī)器人語音信號(hào)；

所述情緒顯示模塊顯示當(dāng)前機(jī)器人情緒；

所述運(yùn)動(dòng)軌跡模塊控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡路線；

所述主控制器集中處理上述模塊輸入的信號(hào)并做出響應(yīng)。

所述表情識(shí)別模塊包括第一攝像頭和臉部顯示屏。

所述運(yùn)動(dòng)軌跡模塊包括前后各四個(gè)雷達(dá)探頭和兩個(gè)運(yùn)動(dòng)滾輪。

所述腦電信號(hào)處理模塊為tgam模塊或mindwavemobile腦立方耳機(jī)。

所述無線通信模塊包括第一無線通信模塊和第二無線通信模塊，所述腦電信號(hào)處理模塊與所述第一無線通信模塊連接，所述輔助交流機(jī)器人與所述第二無線通信模塊連接。

所述無線通信模塊為藍(lán)牙模塊。

(三)有益效果

本發(fā)明提供了一種自閉癥兒童輔助交流裝置，通過處理分析采集的腦電信號(hào)、語音信號(hào)、面部表情信號(hào)和肢體動(dòng)作信號(hào)，進(jìn)行逐步的誘導(dǎo)交流，準(zhǔn)確表達(dá)兒童的真實(shí)情感。友好的人機(jī)交互系統(tǒng)，生動(dòng)形象的表情顯示，可自定義的語音輸出，提高了自閉癥兒童的交流興趣和積極性，改善了其認(rèn)知、交流及學(xué)習(xí)能力，達(dá)到最佳的輔助目的。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明所涉及的一種自閉癥兒童輔助交流裝置系統(tǒng)框圖。

圖2是本發(fā)明所涉及的輔助交流機(jī)器人架構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所涉及的實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)施例1：

如圖1所示，一種自閉癥兒童輔助交流裝置，包括腦電信號(hào)處理模塊和輔助交流機(jī)器人，腦電信號(hào)處理模塊和輔助交流機(jī)器人之間以無線通信模塊進(jìn)行連接。輔助交流機(jī)器人包括位移判斷模塊、聲音拾取模塊、表情識(shí)別模塊、行為記錄模塊、語音輸出模塊、情緒顯示模塊、運(yùn)動(dòng)軌跡模塊和主控制器；位移判斷模塊判斷機(jī)器人主體與兒童之間的距離；聲音拾取模塊采集兒童的聲音信號(hào)；表情識(shí)別模塊識(shí)別兒童面部表情；行為記錄模塊捕捉兒童軀干動(dòng)作；語音輸出模塊輸出機(jī)器人語音信號(hào)；情緒顯示模塊顯示當(dāng)前機(jī)器人情緒；運(yùn)動(dòng)軌跡模塊控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡路線；主控制器集中處理上述模塊輸入的信號(hào)并做出響應(yīng)。無線通信模塊包括第一無線通信模塊和第二無線通信模塊，腦電信號(hào)處理模塊與第一無線通信模塊連接，輔助交流機(jī)器人與第二無線通信模塊連接。無線通信模塊為藍(lán)牙模塊。

腦電信號(hào)處理模塊為tgam模塊或mindwavemobile腦立方耳機(jī)。mindwavemobile腦立方耳機(jī)是美國neurosky(神念科技)公司研發(fā)的腦立方耳機(jī)，從被測(cè)試者的額頭處采集腦電信號(hào)。腦立方耳機(jī)包括三組腦電電極和與腦電電極相接的腦電采集芯片(tgam腦電模塊)。腦立方耳機(jī)能對(duì)所采集的腦電信號(hào)進(jìn)行去偽波、放大、fft(快速傅立葉變換)等處理，并能對(duì)50hz工頻干擾信號(hào)進(jìn)行濾除。同時(shí)，腦立方耳機(jī)還能根據(jù)當(dāng)前所采集的腦電信號(hào)相應(yīng)給出專心度和放松度的數(shù)值。因而，該腦立方耳機(jī)功能完善，價(jià)格不貴且使用操作簡便。腦立方耳機(jī)采集腦電信號(hào)后輸出的數(shù)據(jù)有以下兩種：一種是未處理的原始數(shù)據(jù)，另一種是芯片自處理后的數(shù)據(jù)，參見mindwavemobile腦立方耳機(jī)的使用說明書。本實(shí)施例中選用第一種原始數(shù)據(jù)。

實(shí)施例2：

如圖2所示，輔助交流機(jī)器人主體分為頭部、軀干和底座。頭部設(shè)有位移判斷模塊，為紅外線傳感器；聲音拾取模塊，為麥克風(fēng)；表情識(shí)別模塊，包括第一攝像頭和臉部顯示屏；聲音輸出模塊，為揚(yáng)聲器。軀干設(shè)有行為記錄模塊，為第二攝像頭；情緒顯示模塊，為情緒顯示屏；還有主控制器。底座設(shè)有運(yùn)動(dòng)軌跡模塊，包括前后各四個(gè)雷達(dá)探頭和運(yùn)動(dòng)滾輪。

實(shí)施例3：

自閉癥兒童戴上mindwavemobile腦立方耳機(jī)，采集到的原始腦電波數(shù)據(jù)通過第一無線通信模塊和第二無線通信模塊，存儲(chǔ)到主控制器。第一攝像頭捕捉面部表情信號(hào)，紅外線傳感器判斷機(jī)器人和兒童之間的距離，若距離或角度不佳，運(yùn)動(dòng)滾輪進(jìn)行調(diào)整，前后各四個(gè)雷達(dá)進(jìn)行避障，當(dāng)距離或角度合適，臉部顯示屏識(shí)別該表情信號(hào)，主控制器進(jìn)行存儲(chǔ)。麥克風(fēng)采集兒童所發(fā)出的語言或者聲音信號(hào)，主控制器進(jìn)行存儲(chǔ)。第二攝像頭捕捉兒童肢體動(dòng)作信號(hào)，如手部動(dòng)作等，主控制器進(jìn)行存儲(chǔ)。主控制器集中處理腦電波信號(hào)、面部表情信號(hào)、語音信號(hào)和肢體動(dòng)作信號(hào)，并和云端服務(wù)器大數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，從而準(zhǔn)確判斷兒童當(dāng)前所表達(dá)的準(zhǔn)確情感信息，同時(shí)在情緒顯示屏上顯示對(duì)應(yīng)表情。根據(jù)判斷得出的情感信息，機(jī)器人通過麥克風(fēng)跟兒童進(jìn)行誘導(dǎo)交流，進(jìn)一步確認(rèn)該情感信息，同時(shí)也激發(fā)兒童的交流興趣。

本發(fā)明提供了一種自閉癥兒童輔助交流裝置，通過處理分析采集的腦電信號(hào)、語音信號(hào)、面部表情信號(hào)和肢體動(dòng)作信號(hào)，進(jìn)行逐步的誘導(dǎo)交流，準(zhǔn)確表達(dá)兒童的真實(shí)情感。友好的人機(jī)交互系統(tǒng)，生動(dòng)形象的表情顯示，可自定義的語音輸出，提高了自閉癥兒童的交流興趣和積極性，改善了其認(rèn)知、交流及學(xué)習(xí)能力，達(dá)到最佳的輔助目的。

上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定。在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域普通人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入到本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種自閉癥兒童輔助交流裝置，包括腦電信號(hào)處理模塊和輔助交流機(jī)器人，所述腦電信號(hào)處理模塊和所述輔助交流機(jī)器人之間以無線通信模塊進(jìn)行連接。所述輔助交流機(jī)器人包括位移判斷模塊、聲音拾取模塊、表情識(shí)別模塊、行為記錄模塊、語音輸出模塊、情緒顯示模塊、運(yùn)動(dòng)軌跡模塊和主控制器。本發(fā)明通過處理分析采集的腦電信號(hào)、語音信號(hào)、面部表情信號(hào)和肢體動(dòng)作信號(hào)，進(jìn)行逐步的誘導(dǎo)交流，準(zhǔn)確表達(dá)兒童的真實(shí)情感。友好的人機(jī)交互系統(tǒng)，生動(dòng)形象的表情顯示，可自定義的語音輸出，提高了自閉癥兒童的交流興趣和積極性，改善了其認(rèn)知、交流及學(xué)習(xí)能力，達(dá)到最佳的輔助目的。

技術(shù)研發(fā)人員：董榮琴
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖州健凱康復(fù)產(chǎn)品有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.08.04
技術(shù)公布日：2017.11.03