对于有运动功能性障碍的患者来说,康复训练过程漫长且枯燥乏味。与此同时受场地和器械所限,传统康复手段费用高昂。这无疑给患者和家庭带来了沉重的经济和心理压力。随着虚拟现实技术的发展,如何将其引入康复训练领域,并提供一种适用于家庭且价格低廉的虚拟康复系统,成为了康复领域面临的主要问题。在综合考虑系统的沉浸性、交互性和反馈性的前提下,本文主要介绍了以下几个方面的工作:首先,设计了一套价格低廉的虚拟康复系统,完成了各种硬件的通讯、数据解析、人机交互和可视化设计。通过患者与游戏场景的交互完成了康复训练动作的识别,在提升趣味性的同时为患者提供了丰富的生理反馈信息。其次,提出了针对复杂康复动作的识别算法。通过以长度限定值为准则的双阈值线性逼近预处理、切空间变换和服从时间序列的离散曲线匹配算法,实现具有尺度、平移和旋转不变性的时间序列相似性度量。改进了现有的简单康复动作识别算法,提升了动作的识别率和系统的交互性能,同时为患者提供多种康复动作和难度以供选择。最后,提出了基于曲率估计的运动平滑性度量算法。利用速度曲线局部结构的协方差矩阵特征根乘积来估计曲率,并基于估计的曲率实现对运动平滑性的量化度量。并分别对康复动作的不同情况分别进行了讨论研究,为患者在康复训练中评价完成动作的质量提供了可供参考的指标,便于及时调整训练状态。