專利名稱：基于動(dòng)作分解和行為分析實(shí)現(xiàn)實(shí)景游戲裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于動(dòng)作分解和行為分析實(shí)現(xiàn)實(shí)景游戲裝置。
背景技術(shù)：
目前游戲市場(chǎng)發(fā)展迅速，各種游戲主機(jī)層出不窮，并搭配有豐富多彩的游戲軟件， 以滿足消費(fèi)者的需求。體感實(shí)景游戲因?yàn)槠浣o用戶帶來(lái)的強(qiáng)大親身體驗(yàn)感，而得到了廣大游戲者的追捧，也使游戲者脫離了長(zhǎng)期端坐在顯示器前的狀態(tài)，被認(rèn)為是游戲領(lǐng)域內(nèi)的革命。而基于傳感器的實(shí)景游戲仍然存在可玩性和方便性不高的缺點(diǎn)，而且成本較高。因此需要一種互動(dòng)性更好，操作起來(lái)更方便，給游戲者真實(shí)感更強(qiáng)，成本更低的工作模式來(lái)提高游戲的可玩性和滿足普通大眾廣泛接受要求。本申請(qǐng)人在實(shí)用新型專利”ZL200920085459. 0”中提供了一種無(wú)需任何傳感器的基于雙目視覺(jué)進(jìn)行動(dòng)作識(shí)別分析的實(shí)景游戲裝置，該發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需任何附加標(biāo)記或傳感器類(lèi)器件，但后期的行為指令生成機(jī)構(gòu)計(jì)算量大，而且完全基于無(wú)附加信息的圖像來(lái)分析行為指令的穩(wěn)定性有待提高，該方法中的動(dòng)作庫(kù)是由海量數(shù)據(jù)訓(xùn)練得到，該過(guò)程復(fù)雜度也較高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的難點(diǎn)問(wèn)題，改進(jìn)系統(tǒng)裝置，降低后期動(dòng)作指令獲取的運(yùn)算復(fù)雜度，提供一種依賴同步雙目攝像機(jī)器件及被動(dòng)標(biāo)記物，基于動(dòng)作分解和行為分析實(shí)現(xiàn)實(shí)景游戲裝置，本發(fā)明具有交互性更強(qiáng)、操作更簡(jiǎn)便、真實(shí)感更強(qiáng)，是成本更低廉的實(shí)景游戲裝置?；趧?dòng)作分解和行為分析實(shí)現(xiàn)實(shí)景游戲的裝置，包括雙目同步攝像機(jī)、游戲主機(jī)、 圖像畫(huà)面顯示器和多種特征標(biāo)記物，其中游戲主機(jī)分為四個(gè)模塊1)預(yù)裝數(shù)據(jù)庫(kù)模塊；2)時(shí)序控制模塊；3)圖像分析獲取人體的行為指令分析模塊；4)游戲執(zhí)行模塊，裝置結(jié)構(gòu)圖如圖1所示；雙目同步攝像機(jī)與游戲主機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線連接，游戲主機(jī)與圖像畫(huà)面顯示器通過(guò)數(shù)據(jù)線連接，多種特征標(biāo)記物佩戴在使用者的人體關(guān)鍵關(guān)節(jié)上。所述的預(yù)裝數(shù)據(jù)庫(kù)模塊為行為指令分析模塊和游戲執(zhí)行模型所共享。所述的時(shí)序控制模塊實(shí)現(xiàn)行為指令信息和通信指令信號(hào)在預(yù)裝數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、行為指令分析模塊和游戲執(zhí)行模塊之間進(jìn)行傳輸和執(zhí)行。本裝置的使用方式為使用者有選擇的在人體關(guān)鍵關(guān)節(jié)上佩戴特征標(biāo)記物，雙目同步攝像機(jī)實(shí)時(shí)獲取佩戴有特征標(biāo)記物的使用者的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)圖像，游戲主機(jī)的行為指令生成機(jī)構(gòu)讀取雙目攝像機(jī)拍攝的雙目圖像，進(jìn)行人體姿勢(shì)分析，得到人體姿勢(shì)指令后，將該指令發(fā)送到游戲執(zhí)行單元，實(shí)現(xiàn)讓虛擬人物按使用者動(dòng)作方式進(jìn)行動(dòng)作，游戲執(zhí)行單元將生成的游戲圖像傳送到圖像畫(huà)面顯示器。預(yù)裝數(shù)據(jù)庫(kù)模塊的信息包括人體骨架模型和游戲動(dòng)作分解姿勢(shì)庫(kù)，以上信息預(yù)裝在游戲主機(jī)內(nèi)部。游戲時(shí)，通過(guò)交互方式，使用者選擇特征標(biāo)記物，配置多種特征標(biāo)記物是避免和游戲者服裝或背景相沖突而導(dǎo)致特征目標(biāo)無(wú)法檢測(cè)，在進(jìn)行實(shí)際游戲時(shí)根據(jù)游戲類(lèi)型的需要選擇佩戴特征標(biāo)記物及特征標(biāo)記物的個(gè)數(shù)。標(biāo)記物體積小，重量輕，方便游戲者佩戴，并對(duì)游戲者的操作無(wú)任何限制和影響。游戲主機(jī)的行為指令生成機(jī)構(gòu)通過(guò)分析獲取的雙目圖像產(chǎn)生捕捉到的姿勢(shì)信息，與游戲執(zhí)行單元進(jìn)行通信，使得游戲執(zhí)行單元中的虛擬人物按使用者的動(dòng)作方式進(jìn)行動(dòng)作。

圖1為系統(tǒng)裝置框圖。圖2為人體骨架模型圖。圖3為標(biāo)記及人體自身特征區(qū)域檢測(cè)結(jié)果圖。圖4為捕捉到的姿勢(shì)結(jié)果圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括雙目同步攝像機(jī)、游戲主機(jī)、圖像畫(huà)面顯示器和多種特征標(biāo)記物，其中游戲主機(jī)分為四個(gè)模塊1)預(yù)裝數(shù)據(jù)庫(kù)模塊；2)時(shí)序控制模塊；3)圖像分析獲取人體的行為指令分析模塊；4)游戲執(zhí)行模塊，裝置結(jié)構(gòu)圖如圖1所示；雙目同步攝像機(jī)與游戲主機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線連接，游戲主機(jī)與圖像畫(huà)面顯示器通過(guò)數(shù)據(jù)線連接，多種特征標(biāo)記物佩戴在使用者的人體關(guān)鍵關(guān)節(jié)上。所述的預(yù)裝數(shù)據(jù)庫(kù)模塊為行為指令分析模塊和游戲執(zhí)行模型所共享。所述的時(shí)序控制模塊實(shí)現(xiàn)行為指令信息和通信指令信號(hào)在預(yù)裝數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、行為指令分析模塊和游戲執(zhí)行模塊之間進(jìn)行傳輸和執(zhí)行。該實(shí)景游戲裝置的運(yùn)行過(guò)程如下1)預(yù)裝數(shù)據(jù)庫(kù)信息獲取預(yù)裝信息作為該實(shí)景游戲裝置的一部分，其獲取過(guò)程如下建立以人體主要關(guān)節(jié)或肢體構(gòu)成的人體骨架模型，根據(jù)游戲種類(lèi)不同，所需的關(guān)節(jié)個(gè)數(shù)也有差異，圖2中給出的是人體全部主要關(guān)節(jié)骨架模型；建立人體在游戲中的常見(jiàn)姿勢(shì)庫(kù)。按游戲種類(lèi)對(duì)動(dòng)作進(jìn)行分類(lèi)，并對(duì)單個(gè)語(yǔ)義動(dòng)作進(jìn)行姿勢(shì)分解，建立姿勢(shì)子庫(kù)，對(duì)某個(gè)游戲類(lèi)型內(nèi)部的每個(gè)姿勢(shì)進(jìn)行特征描述，使得每種描述只對(duì)應(yīng)于該游戲類(lèi)型內(nèi)的唯一一個(gè)姿勢(shì)，該特征描述包括該游戲涉及的關(guān)節(jié)個(gè)數(shù)，各關(guān)節(jié)目標(biāo)的3維坐標(biāo)關(guān)系等，以上信息預(yù)裝在游戲主機(jī)內(nèi)部。2)標(biāo)記物使用以使用者和游戲軟件交互方式，選擇并佩戴標(biāo)記物，實(shí)現(xiàn)標(biāo)記物的選擇和可識(shí)別性判斷過(guò)程。當(dāng)使用者選擇了所進(jìn)行的游戲種類(lèi)后，游戲軟件給出帶有標(biāo)記的人體模型提示，提供標(biāo)記個(gè)數(shù)信息和各標(biāo)記所在區(qū)域信息，使用者根據(jù)自身服飾和環(huán)境條件在所配置的多個(gè)特征標(biāo)記物中選擇合適的進(jìn)行佩戴的特征標(biāo)記物，游戲軟件進(jìn)行可識(shí)別性驗(yàn)證。驗(yàn)證通過(guò)后，行為指令生成機(jī)構(gòu)開(kāi)始檢測(cè)所佩戴的標(biāo)記及人體自身特征區(qū)域信息如圖3所示，獲取人體骨架的2維姿勢(shì)信息，結(jié)合雙目攝像機(jī)立體視覺(jué)原理，通過(guò)求出空間中一點(diǎn)在左右圖像上的視差，結(jié)合雙攝像機(jī)的內(nèi)外參數(shù)及雙目系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)關(guān)系，反重建出該點(diǎn)的空間坐標(biāo)。這里只在特征區(qū)域進(jìn)行視差計(jì)算獲取人體關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)組成的骨架的3維信息， 得到人體在3維空間中的姿勢(shì)信息，如圖4所示。3)游戲裝置時(shí)序控制[0021] 游戲主機(jī)實(shí)時(shí)不間斷的從雙目同步攝像機(jī)獲取實(shí)時(shí)圖像，行為指令分析單元不斷的從獲取到的雙目圖像中進(jìn)行使用者姿勢(shì)信息獲取，并對(duì)該姿勢(shì)信息在該游戲的姿勢(shì)庫(kù)中進(jìn)行姿勢(shì)匹配，指令生成機(jī)構(gòu)捕捉到的姿勢(shì)如在該游戲的姿勢(shì)庫(kù)中能進(jìn)行正確匹配，輸出代表該姿勢(shì)信息的標(biāo)識(shí)號(hào)，并進(jìn)行緩存，姿勢(shì)標(biāo)識(shí)號(hào)是游戲執(zhí)行單元與行為指令分析單元所共享。游戲執(zhí)行單元開(kāi)始執(zhí)行時(shí)，虛擬游戲人物處于初始化姿勢(shì)，此時(shí)由游戲執(zhí)行單元在游戲界面給出提示“游戲開(kāi)始”(即使用者開(kāi)始進(jìn)行動(dòng)作)同時(shí)游戲執(zhí)行單元向行為指令生成機(jī)構(gòu)發(fā)送姿勢(shì)接收指令，該指令作為行為指令分析單元向游戲執(zhí)行單元發(fā)送最近獲取的姿勢(shì)信息的信號(hào)，即將該姿勢(shì)指令發(fā)送到游戲執(zhí)行單元。游戲執(zhí)行單元分析虛擬人物從上一姿勢(shì)到該指令姿勢(shì)信息，游戲執(zhí)行單元實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)姿勢(shì)間的動(dòng)作還原過(guò)程，形成一個(gè)連續(xù)性的動(dòng)作過(guò)程。在游戲執(zhí)行單元完成該動(dòng)作的還原后即給指令生成機(jī)構(gòu)進(jìn)行下一個(gè)姿勢(shì)發(fā)送指令，捕捉到姿勢(shì)信息并完成匹配后發(fā)送該姿勢(shì)指令給游戲執(zhí)行單元。在游戲執(zhí)行單元未完成前一個(gè)動(dòng)作還原結(jié)束前，行為指令生成單元不發(fā)送姿勢(shì)接收指令，直到接到游戲執(zhí)行單元的指令。
權(quán)利要求1.基于動(dòng)作分解和行為分析實(shí)現(xiàn)實(shí)景游戲裝置，包括雙目同步攝像機(jī)、游戲主機(jī)、圖像畫(huà)面顯示器和多種特征標(biāo)記物，其特征在于雙目同步攝像機(jī)與游戲主機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線連接， 游戲主機(jī)與圖像畫(huà)面顯示器通過(guò)數(shù)據(jù)線連接，多種特征標(biāo)記物佩戴在使用者的人體關(guān)鍵關(guān)節(jié)上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及基于動(dòng)作分解和行為分析實(shí)現(xiàn)實(shí)景游戲裝置，包括雙目同步攝像機(jī)、游戲主機(jī)、圖像畫(huà)面顯示器和多種特征標(biāo)記物，所述的游戲主機(jī)包括預(yù)裝數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、時(shí)序控制模塊、圖像分析獲取人體的行為指令分析模塊、游戲執(zhí)行模塊；雙目同步攝像機(jī)與游戲主機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線連接，游戲主機(jī)與圖像畫(huà)面顯示器通過(guò)數(shù)據(jù)線連接，多種特征標(biāo)記物佩戴在使用者的人體關(guān)鍵關(guān)節(jié)上。游戲時(shí)使用者選擇特征標(biāo)記物，標(biāo)記物體積小，重量輕，方便游戲者佩戴，并對(duì)游戲者的操作無(wú)任何限制和影響。游戲主機(jī)的行為指令生成機(jī)構(gòu)通過(guò)分析獲取的雙目圖像產(chǎn)生捕捉到的姿勢(shì)信息，與游戲執(zhí)行單元進(jìn)行通信，使得游戲執(zhí)行單元中的虛擬人物按使用者的動(dòng)作方式進(jìn)行動(dòng)作。
文檔編號(hào)A63F13/00GK202105424SQ201120049170
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者黃立 申請(qǐng)人:武漢市高德電氣有限公司