本發(fā)明屬于虛擬現(xiàn)實運動訓(xùn)練模擬系統(tǒng)，具體涉及一種基于智能手機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)的虛擬現(xiàn)實健身系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)今隨著時代的發(fā)展和生活水平的不斷提高，人們對身體健康的重視程度越來越高，很多人開始參與到健身運動中。

戶外運動是長久以來人們最多選用的運動方式，如：走路、跑步、騎行等運動，但隨著社會的發(fā)展這些運動受外界因素影響越來越大，如天氣、外部空氣污染，戶外運動安全隱患等。

在健身房運動可排除天氣、外部空氣污染，戶外運動安全隱患等問題，但其費用高，時間成本大，受空間限制，人多需等待，室內(nèi)空氣質(zhì)量也難保證。

購買健身設(shè)備在家中進(jìn)行運動可不受戶外和健身房運動的限制，常用的家中健身設(shè)備包括有橢圓機(jī)、跑步機(jī)、健身車、動感單車、健步機(jī)、騎馬機(jī)、劃船機(jī)等；但傳統(tǒng)的健身設(shè)備功能簡單且使用過程枯燥乏味缺少互動，多數(shù)人很難長期堅持。

隨著物聯(lián)網(wǎng)與智能手機(jī)的廣泛普及和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的出現(xiàn)，使用智能手機(jī)便可以很輕松的感受虛擬現(xiàn)實所帶來的沉浸式體驗；如果將智能手機(jī)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、健身設(shè)備這三者相結(jié)合并接入到互聯(lián)網(wǎng)將所有使用者連接起來，便可創(chuàng)造出一種便于普及、節(jié)省空間、體驗感絕佳、互動性極強(qiáng)的全民健身系統(tǒng)。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機(jī)仿真系統(tǒng)它利用計算機(jī)生成一種模擬環(huán)境，是一種多源信息融合的交互式的三維動態(tài)視景和實體行為的系統(tǒng)仿真，可使用戶沉浸到該虛擬環(huán)境中。

綜上所述，發(fā)明一種基于智能手機(jī)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、健身設(shè)備相結(jié)合的健身系統(tǒng)具有非?，F(xiàn)實的意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有健身系統(tǒng)及技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提出了一種基于智能手機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)的虛擬現(xiàn)實健身系統(tǒng)，其使用智能手機(jī)與健身設(shè)備連接便可很容易的實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實運動體驗，通過互聯(lián)網(wǎng)與專用服務(wù)器連接后還可實現(xiàn)多人虛擬現(xiàn)實場景下共同運動，并在運動過程中相互結(jié)識成為好友相互鼓勵，在運動結(jié)束后分享經(jīng)驗與成果；同時依托智能手機(jī)的強(qiáng)大功能還可將傳統(tǒng)健身設(shè)備的操控臺去掉，改用智能手機(jī)代替其顯示用戶運動數(shù)據(jù)并對健身設(shè)備的功能進(jìn)行控制。此系統(tǒng)可有效解決用戶運動中枯燥乏味缺少互動的問題，并且無需單獨配備計算機(jī)主機(jī)與頭戴顯示設(shè)備，使用手機(jī)便可輕松實現(xiàn)，大大節(jié)省了不必要的繁瑣操作，非常便于普及，可有效提升人們對運動的熱情。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述功能，采用如下技術(shù)方案：

基于智能手機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)的虛擬現(xiàn)實健身系統(tǒng)，包括：智能手機(jī)，所述智能手機(jī)可用作vr眼鏡顯示器、vr眼鏡感應(yīng)器、vr眼鏡無線模塊、數(shù)據(jù)處理器；vr眼鏡架，所述vr眼鏡架用于用戶運動時佩戴在頭部，將智能手機(jī)放入其自身內(nèi)部后，通過其后方視窗觀看智能手機(jī)屏幕分別向左右眼顯示的畫面，并根據(jù)用戶的實時動作而產(chǎn)生相應(yīng)變化的一種可交互式的三維動態(tài)視景，可使用戶置身于該環(huán)境中，進(jìn)而產(chǎn)生所說的虛擬現(xiàn)實場景；運動app，所述運動app是單獨開發(fā)的智能手機(jī)應(yīng)用程序并安裝在所述的智能手機(jī)內(nèi)，其可存儲虛擬現(xiàn)實場景，可根據(jù)用戶的實時運動數(shù)據(jù)將用戶合成到已經(jīng)存儲好的虛擬現(xiàn)實場景中，也可用其控制虛擬現(xiàn)實場景中的圖像、聲音和功能，并可根據(jù)不同虛擬現(xiàn)實場景自動控制健身設(shè)備功能，還可將多個用戶的運動數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸至專用服務(wù)器，通過處理計算后回傳數(shù)據(jù)給用戶以實現(xiàn)多用戶同時合成于同一虛擬現(xiàn)實場景中運動，還可用作模擬健身設(shè)備操控臺顯示運動數(shù)據(jù)、控制健身設(shè)備功能、設(shè)定運動計劃；健身設(shè)備，所述健身設(shè)備用于用戶運動使用；內(nèi)設(shè)有電源模塊，其用于給健身設(shè)備供電；傳感器模塊，其用于實時測量健身設(shè)備的運行速度、運行強(qiáng)度、運行狀態(tài)、運行次數(shù)、運行時間、運行模式；無線傳輸模塊，用于與智能手機(jī)連接傳輸數(shù)據(jù)所用；控制模塊其用于控制健身設(shè)備功能；控制按鈕，其用于控制健身設(shè)備功能和虛擬現(xiàn)實場景中的圖像、聲音和功能；專用服務(wù)器，所述專用服務(wù)器為架設(shè)在互聯(lián)網(wǎng)上的服務(wù)器或者云服務(wù)器，其具備收發(fā)、存儲、處理用戶智能手機(jī)之?dāng)?shù)據(jù)的功能；所述智能手機(jī)放入所述vr眼鏡架內(nèi)組合而成的設(shè)備，稱為vr眼鏡；所述健身設(shè)備與所述智能手機(jī)電連接，并可將健身設(shè)備傳感器模塊捕獲的運動數(shù)據(jù)通過健身設(shè)備內(nèi)的無線傳輸模塊傳輸給智能手機(jī)里的運動app做處理，運動app可通過vr眼鏡無線模塊發(fā)送指令給健身設(shè)備的控制模塊控制健身設(shè)備功能。

所述的vr眼鏡顯示器為智能手機(jī)屏幕，用于顯示虛擬現(xiàn)實場景。

所述的vr眼鏡感應(yīng)器為智能手機(jī)感應(yīng)器，其用于探測用戶的頭部實時位置，運動軌跡，運動速度，運動海拔，運動環(huán)境光線中一種或幾種。

所述的vr眼鏡無線模塊為智能手機(jī)內(nèi)的無線wifi模塊和/或藍(lán)牙模塊，用于與健身設(shè)備連接傳輸數(shù)據(jù)所用。

所述的數(shù)據(jù)處理器為智能手機(jī)內(nèi)的中央處理器和/或圖形處理器，其用于收發(fā)處理健身設(shè)備、運動app及專用服務(wù)器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。

所述的運動數(shù)據(jù)，包括：運動距離、運動時間、運動消耗、運動速度、運動次數(shù)、運動心率中的一種或幾種。

所述的健身設(shè)備操控臺是由顯示模塊和控制模塊組成的健身設(shè)備控制面板，顯示模塊用于顯示用戶的運動數(shù)據(jù)，控制模塊用于控制健身設(shè)備功能。

所述的健身設(shè)備功能，包括控制健身設(shè)備的：運行速度、運行強(qiáng)度、運行次數(shù)、運行時間、運動模式中的部分或全部。

所述的健身設(shè)備，包括：橢圓機(jī)、跑步機(jī)、健身車、動感單車、健步機(jī)、騎馬機(jī)、劃船機(jī)中的部分或全部，但不限于此。

所述的智能手機(jī)與健身設(shè)備連接后可用于確認(rèn)該健身設(shè)備為橢圓機(jī)、跑步機(jī)、健身車、動感單車、健步機(jī)、騎馬機(jī)、劃船機(jī)中的哪一種。

所述的電連接包含無線通訊連接與有線通訊連接。

附圖說明

圖1是本發(fā)明基于智能手機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)的虛擬現(xiàn)實健身系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖示意圖。

圖2是本發(fā)明基于智能手機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)的虛擬現(xiàn)實健身系統(tǒng)的vr眼鏡拆解示意圖。

圖3是本發(fā)明基于智能手機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)的虛擬現(xiàn)實健身系統(tǒng)在用戶使用vr眼鏡進(jìn)行運動的環(huán)境下使用健身設(shè)備為橢圓機(jī)的實施例示意圖。

圖4是本發(fā)明基于智能手機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)的虛擬現(xiàn)實健身系統(tǒng)在用戶不使用vr眼鏡進(jìn)行運動的環(huán)境下使用健身設(shè)備為橢圓機(jī)的實施例示意圖。

具體實施方式

為了方便對本發(fā)明的技術(shù)特征做更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識，下面將結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案及實現(xiàn)方式進(jìn)行細(xì)致的闡述，其中所闡述的實施例中用戶使用的健身設(shè)備為橢圓機(jī)，不限定的，健身設(shè)備也可以是健身車、動感單車、跑步機(jī)、健步機(jī)、騎馬機(jī)、劃船機(jī)等健身設(shè)備。

圖1是本發(fā)明基于智能手機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)的虛擬現(xiàn)實健身系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，其主要包括健身設(shè)備、智能手機(jī)、運動app、vr眼鏡架及專用服務(wù)器。

如圖1所示，健身設(shè)備用做用戶運動使用，其內(nèi)設(shè)有電源模塊、傳感器模塊、無線傳輸模塊，控制模塊及控制按鈕；電源模塊用于給健身設(shè)備內(nèi)所有的用電設(shè)備供電，傳感器模塊用于實時測量健身設(shè)備的運行速度、運行強(qiáng)度、運行狀態(tài)、運行次數(shù)、運行時間中的一種或幾種；無線傳輸模塊用于與智能手機(jī)連接傳輸數(shù)據(jù)；控制模塊用于控制健身設(shè)備的運行速度、運行強(qiáng)度、運行次數(shù)、運行時間、運動模式中的部分或全部；控制按鈕用于控制健身設(shè)備功能和虛擬現(xiàn)實場景中的圖像、聲音和功能。

智能手機(jī)放入vr眼鏡架內(nèi)組合而成的設(shè)備稱為vr眼鏡。

智能手機(jī)可用作vr眼鏡顯示器、vr眼鏡感應(yīng)器、vr眼鏡無線模塊、數(shù)據(jù)處理器；vr眼鏡顯示器就是智能手機(jī)屏幕，用于顯示運動app所模擬出來的虛擬現(xiàn)實場景；vr眼鏡感應(yīng)器為智能手機(jī)感應(yīng)器，其用于探測用戶的頭部實時位置，運動軌跡，運動速度，運動海拔，運動環(huán)境光線中一種或幾種；vr眼鏡無線模塊為智能手機(jī)內(nèi)的無線wifi模塊和/或藍(lán)牙模塊，用于與健身設(shè)備連接傳輸數(shù)據(jù)所用；數(shù)據(jù)處理器為智能手機(jī)內(nèi)的中央處理器和/或圖形處理器，其用于收發(fā)處理健身設(shè)備、運動app及專用服務(wù)器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。

運動app是單獨開發(fā)的智能手機(jī)應(yīng)用程序并安裝在所述的智能手機(jī)內(nèi)，其可存儲虛擬現(xiàn)實場景，根據(jù)用戶的實時運動數(shù)據(jù)將用戶合成到已經(jīng)存儲好的虛擬現(xiàn)實場景中，可用其控制虛擬現(xiàn)實場景中的圖像、聲音和功能，并可根據(jù)不同虛擬現(xiàn)實場景自動控制健身設(shè)備功能，還可將多個用戶的運動數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸至專用服務(wù)器，通過處理計算后回傳數(shù)據(jù)給用戶以實現(xiàn)多用戶同時合成于同一虛擬現(xiàn)實場景中運動，還可用作模擬健身設(shè)備操控臺顯示運動數(shù)據(jù)、控制健身設(shè)備功能、查詢歷史運動數(shù)據(jù)、設(shè)定運動計劃。

vr眼鏡架，所述vr眼鏡架用于用戶運動時佩戴在頭部，將智能手機(jī)放入其自身內(nèi)部后，通過其后方視窗觀看智能手機(jī)屏幕分別向左右眼顯示的畫面，并根據(jù)用戶的實時動作而產(chǎn)生相應(yīng)變化的一種可交互式的三維動態(tài)視景，可使用戶置身于該環(huán)境中，進(jìn)而產(chǎn)生所說的虛擬現(xiàn)實場景。

專用服務(wù)器為架設(shè)在互聯(lián)網(wǎng)上的服務(wù)器或者云服務(wù)器；其具備收發(fā)、存儲、處理用戶智能手機(jī)之?dāng)?shù)據(jù)的功能。

圖2是本發(fā)明基于智能手機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)的虛擬現(xiàn)實健身系統(tǒng)的vr眼鏡拆解示意圖，包括：智能手機(jī)110，vr眼鏡架220，vr眼鏡內(nèi)觀看窗210，智能手機(jī)屏幕120；智能手機(jī)110如圖2所示的方向放入vr眼鏡架220中固定好便組成了vr眼鏡，之后用戶將vr眼鏡戴在頭部后，將智能手機(jī)屏幕120所顯示的左右眼畫面通過vr眼鏡內(nèi)觀看窗210觀看后便可以產(chǎn)生虛擬現(xiàn)實場景的沉浸感。

需要說明的是，所述vr眼鏡架已經(jīng)是市面上非常成熟的產(chǎn)品，其可能有各種形狀及樣式，本示意圖僅為說明講解所用，對vr眼鏡架的形狀及樣式并不做限定。

圖3是本發(fā)明基于智能手機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)的虛擬現(xiàn)實健身系統(tǒng)在用戶使用vr眼鏡進(jìn)行運動的環(huán)境下使用健身設(shè)備為橢圓機(jī)的實施例示意圖；不限定的，健身設(shè)備也可以是健身車、動感單車、跑步機(jī)、健步機(jī)、騎馬機(jī)、劃船機(jī)等健身設(shè)備。

如圖3所示用戶使用橢圓機(jī)320運動時頭部佩戴了vr眼鏡230，vr眼鏡里智能手機(jī)內(nèi)安裝的運動app通過智能手機(jī)與健身設(shè)備電連接后，經(jīng)過計算處理將用戶合成到運動app中一個已經(jīng)設(shè)定好的跑步的虛擬現(xiàn)實場景中并賦予用戶一個第一人稱視角的角色，同時通過手機(jī)屏幕以左右眼圖像視頻顯示出來，讓用戶感覺到那個角色就是自己。

用戶開始運動后，運動app可將橢圓機(jī)傳感器模塊捕獲的運動數(shù)據(jù)通過智能手機(jī)的數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行計算處理，之后將數(shù)據(jù)同步給虛擬現(xiàn)實場景中的用戶角色，讓用戶角色在虛擬現(xiàn)實場景中也可以按照自己使用橢圓機(jī)的速度相應(yīng)的在虛擬現(xiàn)實場景中進(jìn)行等速移動；同時橢圓機(jī)上安裝有控制按鈕，運動過程中用戶還可通過操縱控制按鈕對自己在虛擬現(xiàn)實場景中的行進(jìn)的方向及橢圓機(jī)的運行強(qiáng)度進(jìn)行控制，橢圓機(jī)也可根據(jù)虛擬現(xiàn)實場景中提前設(shè)定的不同路段而自行改變其運行強(qiáng)度，同時在多人佩戴vr眼鏡使用健身設(shè)備運動的情況下用戶可使用運動app通過互聯(lián)網(wǎng)與專用服務(wù)器連接，服務(wù)器對多個用戶傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行收集計算處理后將所述的多個用戶合成到同一虛擬現(xiàn)實場景中，之后再將其分別回傳給用戶使其展現(xiàn)在自己的vr眼鏡上，以使多用戶在同一個服務(wù)器的虛擬現(xiàn)實場景中一起運動。

圖4是本發(fā)明基于智能手機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)的虛擬現(xiàn)實健身系統(tǒng)在用戶不使用vr眼鏡進(jìn)行運動的環(huán)境下使用健身設(shè)備為橢圓機(jī)的實施例示意圖；不限定的，健身設(shè)備也可以是健身車、動感單車、跑步機(jī)、健步機(jī)、騎馬機(jī)、劃船機(jī)等健身設(shè)備。

如圖4所示用戶使用橢圓機(jī)320運動時頭部未佩戴所述的vr眼鏡，而是將智能手機(jī)110固定在了橢圓機(jī)的上面，用戶在不佩戴vr眼鏡使用橢圓機(jī)運動時，可如圖4將智能手機(jī)固定在橢圓機(jī)上，通過智能手機(jī)上的運動app與健身設(shè)備連接后，運動app可模擬健身設(shè)備的操控臺，在智能手機(jī)屏幕上顯示用戶使用橢圓機(jī)的實時運動數(shù)據(jù)，如運動時間、運動速度、運動里程、運動心率等數(shù)據(jù)，并可在智能手機(jī)屏幕上直接操控橢圓機(jī)的功能，如運行速度、運行時間、運行強(qiáng)度等。并且在多人不佩戴vr眼鏡使用健身設(shè)備運動的情況下，用戶可使用運動app通過互聯(lián)網(wǎng)與專用服務(wù)器連接，服務(wù)器對多個用戶傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行收集后將所有用戶的運動數(shù)據(jù)進(jìn)行排名，然后將信息再分別反饋給正在運動的用戶，可增加用戶的運動互動性。

無論是用戶使用vr眼鏡進(jìn)行虛擬現(xiàn)實場景中運動，或是不使用vr眼鏡直接使用智能手機(jī)進(jìn)行運動，運動app都可以存儲用戶的運動記錄，并將其在運動app內(nèi)進(jìn)行分享，從而提高用戶運動的互動性與樂趣。

上述實施例僅是為了清楚的說明本發(fā)明基于智能手機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)的虛擬現(xiàn)實健身系統(tǒng)所做的示意展現(xiàn)，而不是對本發(fā)明具體實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以組合出很多其他形式的變化或變動，無論在形式上做任何變化或變動，凡是在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)均處于本權(quán)利要求的保護(hù)范圍。