一种基于虚拟现实技术的辅助膳食回顾调查系统

本发明涉及膳食调查领域，尤其是一种基于虚拟现实技术的辅助膳食回顾调查系统。背景技术：1、膳食调查的准确性对于评估个体营养状况、制定有效的营养政策和饮食建议至关重要。24小时膳食回顾法是通过询问被调查对象过去24小时实际的膳食摄入情况，对其食物和营养素摄入量进行计算和评价的一种方法。该方法是目前中国居民营养监测与队列研究中人群营养调查最普遍使用的膳食调查方法。标准的24小时回顾法是由调查员直接询问被调查对象前一天(即从调查时间点回溯24小时)摄入的食物种类，并结合真实食物模型或图片询问摄入量，最后可以根据食物成分表计算营养素摄入量。该方法的局限性主要来源于被调查者的回忆偏差和繁琐的数据输入和处理工作。尽管调查员可携带部分食物图片和食物模型帮助被调查对象回顾进食食物种类及份量，但受限于现场工作条件，可携带的食物图片、模型数量有限，且食物模型的体积大小无法调节。目前研究者已开发了多种计算机辅助工具来解决这些问题，这些方法通常依赖于二维食物图片或网格来帮助被调查者回顾食物份量大小，但通过二维图片提示来回顾三维食物体积仍无法达到最佳准确性，尤其是对于空间感知能力有限的被调查者而言。技术实现思路1、为了解决上述问题，本发明提供一种基于虚拟现实技术的辅助膳食回顾调查系统，能够在虚拟现实环境中进行食物的选择及调整，可以显著增加膳食调查的准确性，促进调查员和被调查者之间的积极互动，突破距离限制，较大程度降低调查员的工作难度与工作负荷。2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：3、一种基于虚拟现实技术的辅助膳食回顾调查系统，包括数据存储模块、虚拟环境模块、食物选择与调整模块及营养分析模块，4、所述数据存储模块用于食物模型数据、食物体积数据、食物重量数据及食物营养物质数据的存储；5、所述虚拟环境模块用于虚拟现实环境的构建，所述虚拟环境模块还用于所述数据存储模块的数据获取，以构建虚拟食物模型；6、所述食物选择与调整模块用于与所述虚拟环境模块的交互，以及通过vr穿戴设备选择所述虚拟食物模型，且调整所选择虚拟食物模型的数量及体积，以确定被调查者所摄入的食物信息；7、所述营养分析模块用于所述数据存储模块及所述食物选择与调整模块的数据获取，所述营养分析模块根据食物数据计算所摄入食物对应的营养物质数据，且所述营养分析模块根据所摄入食物对应的营养物质数据计算获得被调查者营养物质的实际摄入量。8、进一步地，所述虚拟环境模块通过三维网格制作所述虚拟食物模型。9、进一步地，所述营养分析模块根据所述虚拟食物模型的体积及所述虚拟食物模型对应食物的密度计算获得食物重量，且所述营养分析模块根据所述食物重量及对应的营养物质数据，计算获得营养物质数据。10、进一步地，所述营养分析模块包括模型体积计算子模块、密度计算子模块、重量计算子模块及营养计算子模块，11、所述模型体积计算子模块用于所述虚拟食物模型体积的计算；12、所述密度计算子模块用于各种食物的密度计算，所述密度计算子模块通过3d扫描获取食物体积，且通过称重法获得食物重量，以根据食物体积及食物重量计算获得食物的平均密度；13、所述重量计算子模块用于所述模型体积计算子模块及所述密度计算子模块的数据获取，以计算获得所述食物重量；14、所述营养计算子模块用于所述数据存储模块及所述重量计算子模块的数据，且所述营养计算子模块根据食物中营养物质的占比，通过食物的重量计算获得营养物质数据。15、进一步地，所述模型体积计算子模块对所述虚拟食物模型进行预处理，以使所述虚拟食物模型的多边形均为三角形，对各个所述三角形进行连接并构成四面体，且将所述四面体定义基本计算单位；所述模型体积计算子模块计算所述虚拟食物模型中四面体体积之和，以获得所述虚拟食物模型的体积。16、进一步地，还包括膳食分析模块，所述膳食分析模块用于被调查者所摄入食物对应的营养物质数据的分析，且所述膳食分析模块包括信息子模块、推荐摄入子模块及对比子模块，17、所述信息子模块用于被调查者身体信息的数据获取，以获得被调查者的年龄信息、性别信息；18、所述推荐摄入子模块用于所述信息子模块的数据获取，且所述推荐摄入子模块根据被调查者的身体信息数据分析获得营养物质的推荐摄入量范围；19、所述对比子模块用于所述营养分析模块及所述推荐摄入子模块的数据获取，通过将所述实际摄入量与所述推荐摄入量进行比较，以判断各种营养物质的实际摄入量是否位于所述推荐摄入量范围内。20、进一步地，所述数据存储模块还用于膳食营养素参考摄入量数据的存储，所述推荐摄入子模块用于所述数据存储模块的数据获取，且所述推荐摄入子模块将所述膳食营养素参考摄入量数据与所述身体信息数据进行匹对，以获得营养物质的推荐摄入量范围。21、进一步地，所述膳食分析模块还包括建议子模块，所述建议子模块用于所述数据存储模块、所述食物选择与调整模块及所述对比子模块的数据获取，且所述建议子模块根据所述对比子模块获得位于所述推荐摄入量范围外的营养物质类型，以计算超标营养物质量及不足营养物质量；22、所述建议子模块将所述超标营养物质量及被调查者所摄入的食物信息与所述食物数据进行匹配，以计算获得建议减少的食物类型及食物量；23、所述建议子模块将所述不足营养物质量与所述食物数据进行匹配，以计算获得建议增加的食物类型及食物量。24、进一步地，所述虚拟环境模块还用于所述对比子模块及所述建议子模块的数据获取，以在虚拟环境中显示建议信息。25、进一步地，所述食物选择与调整模块还用于语音及文字的输入，以通过语音识别及文字识别选择所述虚拟食物模型。26、本发明的有益效果是：27、1.在虚拟环境模块的作用下，将食物构建为虚拟食物模型，使得被调查者能够通过食物选择与调整模块，以在虚拟环境中对所摄入食物的类型、数量及大小进行选择调整，从而提高了被调查者摄入食物信息的准确性；利用营养分析模块对被调查者所摄入的食物信息进行分析，营养分析模块根据被调查者所选择的虚拟食物模型计算出体积，根据数据存储模块的食物信息计算食物的密度及营养物质占比，从而能够快速准确计算获得被调查者营养物质的实际摄入量。本发明通过在虚拟环境中进行膳食调查，促进了调查员和被调查者之间的积极互动，而且无需调查员进行现场调查，降低了膳食调查的工作量。28、2.在推荐摄入子模块的作用下，能够为不同性别、不同年龄段的被调查者设置对应的物营养物质推荐摄入量范围，对比子模块根据被调查者的信息、被调查者的实际摄入量、推荐摄入量范围分析被调查者的膳食情况，从而判断被调查者的膳食健康状态，协助被调查者知晓自身的膳食摄入情况，以对饮食进行改进，增加了被调查者饮食健康。29、3.通过建议子模块为被调查者提供饮食帮助，当摄入某种营养物质量超标时，建议子模块作出减少对应食物类型及食物量的建议；当摄入某种营养物质量不足时，建议子模块作出增加具有该营养物质食物类摄入的建议。通过科学的方式保证被调查者的饮食健康。