[发明专利]基于生理信号的VR双模式情绪自动控制系统

权利要求书

1.一种基于生理信号的VR双模式情绪自动控制系统，其特征在于，包括用于绑定在用户头部的VR设备、用于穿戴在用户身上的传感器附着设备、安装于VR设备和传感器附着设备上的WiGig模块，以及与WiGig模块无线连接的计算机端；传感器附着设备至少包括检测瞳距信号眼动位置坐标信号的传感器Ⅰ、检测脑电信号的传感器Ⅱ和检测皮电信号的传感器Ⅲ，WiGig模块将检测到的瞳距、眼动数据、脑电和皮电信号传输给计算机端，计算机端将检测到的生理信号依次经过信号融合分析单元、情绪量化单元得出情绪测量值，将情绪测量值与情绪期望值比较得出情绪差，并通过计算机端的反馈控制器控制VR设备输出听觉、视觉和触觉信号；VR设备、传感器附着设备、WiGig模块和计算机端共同构成闭环反馈的自动控制系统。

2.根据权利要求1所述的基于生理信号的VR双模式情绪自动控制系统，其特征在于，所述传感器附着设备通过至少传感器Ⅰ、传感器Ⅱ、传感器Ⅲ实时测得的用户生理信号，通过计算机融合处理三种模拟量，最后得出三维情绪空间中的坐标；其中，各生理信号权重占比各不相同。

3.根据权利要求2所述的基于生理信号的VR双模式情绪自动控制系统，其特征在于，所述三维情绪空间是以坐标集合的形式将用户的情绪量化为三维坐标系中的一个规则或不规则球体空间或坐标平面上的近圆平面；其中，对三个坐标轴的定义如下：

X轴代表生理兴奋度：生理兴奋度是指人的生理状态较正常而言的强弱程度，其判定基础是由人心理活动造成的生理状态波动是否脱离了正常平静状态；

Y轴代表情绪极性值：情绪极性是指人的积极情绪或消极情绪的强弱程度；

Z轴代表被支配度：被支配度是指人的身体行为(例如颤抖、哭泣、呼吸加剧)被情绪所影响的强弱程度，这一指标通常在情绪状态较为强烈时才会变得可观。

4.根据权利要求3所述的基于生理信号的VR双模式情绪自动控制系统，其特征在于，所述三维情绪空间的分类方式如下：

当用户的量化情绪坐标位于原点附近时，三个指标都为0或接近0，表明用户此时此刻处于“心境”类情绪状态，内心平静如水，既没有喜悦，也没有不快；

以原点为圆心，某个较小的值为半径，产生一个小型球状空间，如果量化后的坐标都分布在这个小球内，则情绪分类为平静；

当某一维度为0时，坐标点则分布在圆面上，是将连续的情绪变化量以离散的形式进行了分类，而在离散的某一空间范围内，特定类型的情绪依然是连续的。

5.根据权利要求1所述的基于生理信号的VR双模式情绪自动控制系统，其特征在于，所述WiGig模块的信号覆盖范围长达10米，是WiFi模块数据传输速度的5倍。

6.根据权利要求1所述的基于生理信号的VR双模式情绪自动控制系统，其特征在于，所述计算机端包括接口层、平台层和应用层，其中：

接口层包括用于与传感器附着设备传感器相连的输入接口、用于与WiGig模块相配合的WiGig输入接口，用于输入情绪期望值的输入接口以及用于与VR设备相连的输出接口；

平台层包括控制器、数据库和存储器，用于为自动控制系统信号处理和存储；

应用层包括信号融合分析单元、情绪量化单元、场景内容决策单元，用于计算机融合处理三种模拟量信号并以坐标的形式，将用户的情绪量化为三维坐标系中的一个球体空间或坐标平面上的圆形平面，对测量值与期望值相应的的场景内容进行决策，控制用户的情绪。

7.根据权利要求6所述的基于生理信号的VR双模式情绪自动控制系统，其特征在于，所述接口层还包括检测用户心电信号的传感器4；其中，心电信号不参与系统的情绪量化工作，仅作为计算机端观测指标，判断系统工作的有效性。传感器N意为可附加生理信号类型，系统可以随着相应技术的提高引入更多对其它类型的生理信号的测量，从而提高情绪测量的准确率。