[发明专利]基于生理信号的VR双模式情绪自动控制系统

说明书

本发明涉及一种基于生理信号的VR双模式情绪自动控制系统，属于情绪识别控制技术领域。本发明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；本发明所述的基于生理信号的VR双模式情绪自动控制系统，从功能角度而言，该系统能够完全脱离人为参与，在第一模式下实时自动控制用户情绪直至达到期望情绪状态，并在此后进入第二模式，开始加强用户所感兴趣的内容，以实现用户期望情绪最大化，最大程度满足用户的情绪需求。

技术领域

本发明涉及一种基于生理信号的VR双模式情绪自动控制系统，属于情绪识别控制技术领域。

背景技术

虚拟现实技术的沉浸性、多感知性、交互性等特征使它受到了许多人的喜爱。若能利用该技术实时识别人的情绪状态，并通过沉浸式的内容诱导人的情绪变化至期望的状态，从而使人的情绪在一定程度上被控制，将会具有极大的应用价值。由于对人的情绪量化分析的研究具有十分广泛的应用价值，而虚拟现实则是目前最能有效诱导人情绪变化的技术手段。然而，已有的情绪识别控制与诱导方案可行性过低，无论软件还是硬件部分都存在亟待解决或改善的问题，技术局限性大多存在于软件方面。同时，生理传感信号存在的问题：(1)单一性：以生理信号作为传感信息的研究大多只选取某一信号，(2)干扰性：无论哪一种生理信号，与情绪的相关性都不是单一的，所测得的信号并非仅是情绪变化导致的结果。另外，还存在通讯通道的繁冗性问题，当传感部分选取多个生理信号用作衡量时，通常采取有线通讯，系统线路过于繁琐，整个系统硬件结构会变得复杂，信号的同步性和迅捷性也会大打折扣。要使系统整洁简便，不同的生理传感器通讯方式需要统一。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种基于生理信号的VR双模式情绪自动控制系统，一定程度上突破了现有情绪诱导工作的局限性，增添了更加有效新颖的方式。

本发明所述的基于生理信号的VR双模式情绪自动控制系统，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及眼动数据的传感器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。

优选地，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。

优选地，所述三维情绪空间是以坐标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圆形平面；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：情绪极性值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、呼吸加促等)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。

优选地，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时，三个指标都为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；