專利名稱：一種基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機應(yīng)用領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著計算機和互聯(lián)網(wǎng)的普及，出現(xiàn)了越來越多的計算機網(wǎng)絡(luò)游戲和基于計算機的虛擬運動。目前計算機上進(jìn)行跆拳道運動的實現(xiàn)方式主要方式為利用計算機鍵盤進(jìn)行操作，用戶利用計算機鍵盤上的按鍵來控制計算機中人物的左右出拳和出腳。
使用計算機鍵盤操作進(jìn)行跆拳道運動，其本身只是使用了人的手，且是利用按壓鍵盤，比起真實的跆拳道運動，相差甚遠(yuǎn)，如果按這種方式來實現(xiàn)運動項目，那么所有的運動項目毫無差異，所以，這種實現(xiàn)方式，只能算是一種跆拳道游戲的實現(xiàn)方式。
因此，需要一種能更真實反映人的空間位置信息和踢腿動作以及能根據(jù)踢腿的動作和速度可以判斷出踢腿類型的方案，來克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有虛擬跆拳道運動中不能真實的反映人的空間位置信息和踢腿動作，不能根據(jù)踢腿動作判斷踢腿類型的缺陷，提供一種基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法及系統(tǒng)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法，其特征在于，包括如下步驟
Si)在人體上設(shè)置一個跟蹤點，用于代表人體腿部的空間位置信息；
S2)不斷地采集所述跟蹤點的空間位置信息；
S3)根據(jù)采集的所述跟蹤點的空間位置信息進(jìn)行計算，判斷是否有踢腿動作，若判定有踢腿動作則進(jìn)一步分析該動作的類型；
S4)根據(jù)上述計算結(jié)果控制顯示系統(tǒng)所顯示的虛擬跆拳道運動的過程。
在本發(fā)明所述的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法中，所述空間位置信息的點數(shù)據(jù)以三元組數(shù)據(jù)表示，并將所述跟蹤點的空間位置信息映射到所述顯示系統(tǒng)的虛擬坐標(biāo)系。
在本發(fā)明所述的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法中，所述判斷是否有踢腿動作按照如下規(guī)則判斷
若所述跟蹤點的速度沒有達(dá)到給定的閾值^，則判定沒有踢腿動作；
若所述跟蹤點的速度達(dá)到給定的閾值^，則判定有踢腿動作，并隨后在所述跟蹤點的速度小于給定的閾值V2或速度反向時，判定踢腿動作結(jié)束。
在本發(fā)明所述的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法中，所述計算結(jié)果包括速度、位移和加速度。
在本發(fā)明所述的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法中，所述踢腿動作包括前踢、側(cè)踢、跳踢和下劈。
在本發(fā)明所述的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法中，動作類型的判斷規(guī)則如下
預(yù)設(shè)Vl、v2、V3，其中V1表示速度接近于或等于0，V2表示一般移動速度，V3表示速度快速，0 < V1 < V2 < v3，其中，
當(dāng)跟蹤點沿χ軸的正方向運動，且跟蹤點在χ軸、y軸上的分速度大于閾值速度v2， 在Z軸上的分速度小于閾值速度V1時，則將該動作判定為前踢動作，當(dāng)所述跟蹤點的速度反向或小于閾值V2時，則判定前踢動作結(jié)束；
當(dāng)跟蹤點沿χ軸的正方向運動且跟蹤點在χ軸、y軸、ζ軸的分速度大于閾值速度 V2時，則判定該動作為側(cè)踢動作，當(dāng)所述跟蹤點的速度反向或小于閾值V2時，則判定側(cè)踢動作結(jié)束；
當(dāng)所述跟蹤點沿χ軸的正方向運動，且在χ軸的分速度大于閾值V1，小于閾值v2， 在y軸的分速度大于閾值V2，在ζ軸上的分速度小于閾值V1時，則判定該動作為跳，接著進(jìn)行第二次判斷，當(dāng)跟蹤點在χ軸、y軸上的分速度大于閾值速度V2，在ζ軸上的分速度小于閾值速度V1時，則說明有一個踢的動作，此時將整個動作判斷為跳踢，當(dāng)所述跟蹤點的速度反向或小于閾值V2時，在判定跳踢動作結(jié)束；
當(dāng)所述跟蹤點y軸大于高度閾值χ軸分速度為負(fù)方向且速度大于閾值v3，y軸分速度為負(fù)方向且速度大于閾值V3時，則判定該動作為下劈，當(dāng)所述跟蹤點的速度小于閾值V1時，則判定下劈動作結(jié)束。
本發(fā)明還提供一種基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集單元、計算單元、動作類型判斷單元和輸出單元，其特征在于，
所述數(shù)據(jù)采集單元，與所述計算單元連接，用于對人體身上設(shè)置的跟蹤點各個時刻的空間位置點數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并將采集到的代表人體腿部空間位置信息的點數(shù)據(jù)送入計算單元；
所述計算單元，與所述動作類型判斷單元連接，用于對人體腿部空間位置點數(shù)據(jù)進(jìn)行映射加工處理，計算不同時刻的速度、加速度和位移，并將計算得到的結(jié)果送入動作類型判斷單元；
動作類型判斷單元，與所述的輸出單元連接，用于根據(jù)計算得到的速度、加速度和位移計算腿部的速度，判斷是否有踢腿動作，若有則進(jìn)一步判斷此次踢腿動作的類型，以及將判斷結(jié)果送入輸出單元；
輸出單元，用于將映射處理后的人體空間位置數(shù)據(jù)和經(jīng)計算得出的踢腿動作類型顯示到顯示系統(tǒng)。
在本發(fā)明所述的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制系統(tǒng)中，所述判斷是否有踢腿動作按照如下規(guī)則判斷
若所述跟蹤點的速度沒有達(dá)到給定的閾值^，則判定沒有踢腿動作；
若所述跟蹤點的速度達(dá)到給定的閾值\，則判定有踢腿動作，并隨后在所述跟蹤點的速度小于給定的閾值V2或速度反向時，判定踢腿動作結(jié)束。
在本發(fā)明所述的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制系統(tǒng)中，所述踢腿動作包括前踢、側(cè)踢、跳踢和下劈。
在本發(fā)明所述的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制系統(tǒng)中，動作類型判斷單元中對動作類型作如下判斷
預(yù)設(shè)Vl、v2、V3，其中V1表示速度接近于或等于0，V2表示一般移動速度，V3表示速度快速，0 < V1 < V2 < v3，其中，
當(dāng)跟蹤點沿χ軸的正方向運動，且跟蹤點在χ軸、y軸上的分速度大于閾值速度v2， 在Z軸上的分速度小于閾值速度V1時，則將該動作判定為前踢動作，當(dāng)所述跟蹤點的速度反向或小于閾值V2時，則判定前踢動作結(jié)束；
當(dāng)跟蹤點沿χ軸的正方向運動且跟蹤點在χ軸、y軸、ζ軸的分速度大于閾值速度 V2時，則判定該動作為側(cè)踢動作，當(dāng)所述跟蹤點的速度反向或小于閾值V2時，則判定側(cè)踢動作結(jié)束；
當(dāng)所述跟蹤點沿χ軸的正方向運動，且在χ軸的分速度大于閾值V1，小于閾值v2， 在y軸的分速度大于閾值V2，在ζ軸上的分速度小于閾值V1時，則判定該動作為跳，接著進(jìn)行第二次判斷，當(dāng)跟蹤點在χ軸、y軸上的分速度大于閾值速度V2，在ζ軸上的分速度小于閾值速度V1時，則說明有一個踢的動作，此時將整個動作判斷為跳踢，當(dāng)所述跟蹤點的速度反向或小于閾值V2時，在判定跳踢動作結(jié)束；
當(dāng)所述跟蹤點y軸大于高度閾值χ軸分速度為負(fù)方向且速度大于閾值v3，y軸分速度為負(fù)方向且速度大于閾值V3時，則判定該動作為下劈，當(dāng)所述跟蹤點的速度小于閾值V1時，則判定下劈動作結(jié)束。
實施本發(fā)明的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法及系統(tǒng)，具有以下有益效果能更真實反映出跆拳道運動中的踢腿動作，能夠準(zhǔn)確地計算分析得出該踢腿動作的類型，使用戶具有真實的跆拳道運動的感受。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中
圖1是本發(fā)明一實施例的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法的流程圖2是本發(fā)明的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法的基于采集硬件的坐標(biāo)系示意圖3是本發(fā)明一實施例的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法的前踢運動判斷的示意圖4是本發(fā)明一實施例的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法的側(cè)踢運動判斷的示意圖5是本發(fā)明一實施例的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法的跳踢運動判斷的示意圖6是本發(fā)明一實施例的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法的下劈運動判斷的示意圖7是本發(fā)明一實施例的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。圖1是本發(fā)明一實施例的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法的流程圖。如圖1所示，包括以下步驟S1)在人體上設(shè)置一個跟蹤點，用于代表人體腿部的空間位置信息；S2)不斷地采集所述跟蹤點的空間位置信息；S3)根據(jù)采集的所述跟蹤點的空間位置信息進(jìn)行計算，判斷是否有踢腿動作，若判定有踢腿動作則進(jìn)一步分析該動作的類型；S4)根據(jù)上述計算結(jié)果控制顯示系統(tǒng)所顯示的虛擬跆拳道運動的過程。進(jìn)入所述步驟Si)，首先將跟蹤點設(shè)置在用戶的右腿和/或左腿上。然后使用例如USB數(shù)據(jù)線將視頻攝像頭和例如計算機連接。然后開啟終端計算機、顯示系統(tǒng)中便會出現(xiàn)一個健身項目大廳，進(jìn)入健身大廳，可以選擇具體的運動項目。此時，選擇進(jìn)入跆拳道運動項目。進(jìn)入運動項目后，我們在顯示器上會看到一個用戶模型，該用戶模型與現(xiàn)實中用戶通過跟蹤點相對應(yīng)，用于代表現(xiàn)實中的用戶。進(jìn)入所述步驟S2)，對所述跟蹤點的空間位置數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。該采集過程可以通過多種方法實現(xiàn)。在一個實施例中，跟蹤點可以為具有高反光特性的材料，其反射光線可以為識別器識別，該反射光線可以為一般可見光，也可為其他可被識別的例如紅外光等光線， 再通過視頻采集跟蹤點不同時刻的空間位置數(shù)據(jù)，進(jìn)行后續(xù)的處理。在本發(fā)明的一個實施例中，所述跟蹤點采用高反光特性材料制成的腳帶。此處采集的數(shù)據(jù)來源于底層硬件識別器，從識別器傳過來的數(shù)據(jù)，通過愛動建模軟件的處理，最后傳給項目使用的是一系列標(biāo)志點的三元坐標(biāo)(X，y,z),x代表數(shù)據(jù)點在X軸位置，y代表數(shù)據(jù)點在Y軸位置，Z代表數(shù)據(jù)點在Z軸位置，這個坐標(biāo)系如圖2所示，向右χ變大，向左χ變?。幌蛏蟳變大，向下y變??；向后ζ變大，向前ζ變小，坐標(biāo)原點(0)為視頻攝像頭中心，為了闡述上的方便，稱這個坐標(biāo)系為攝像頭坐標(biāo)系。由于硬件每秒對一個跟蹤點產(chǎn)生三十個這樣的三元組，因此利用同一個跟蹤點在一段時間內(nèi)的空間位置數(shù)據(jù)就能描述出跟蹤點的運動狀態(tài)，描繪出人體運動的變化。為了更精準(zhǔn)的描繪人體運動變化，可以根據(jù)跟蹤點的空間位置數(shù)據(jù)計算跟蹤點的速度、 加速度以及位移，來計算時間任意時刻的速度。例如在本發(fā)明所提供的基于計算機的虛擬跆拳道運動項目中，用戶需要側(cè)身面對識別器，識別器跟蹤用戶的腳帶，實時跟蹤人體腳的移動軌跡。每個跟蹤點用一個三元組(X，y，ζ)來表示其空間位置。為了描述上的方便，我們將跟蹤點的位置坐標(biāo)序列表示為(X1, Y1, Z1), (x2, y2, Z2),……，(Xi，Yi, Zi)，其中(Xi， Yi^zi)代表坐標(biāo)點第iX30ms時刻的空間位置坐標(biāo)，根據(jù)坐標(biāo)點和時間，我們可以計算出任意時刻用戶的位置信息、速度、加速度，如下設(shè)定2個相鄰位置點的時間間隔為t，其中t =30ms，任意時刻j位于時間區(qū)間[i_l，i]中，、為j時刻的時間，、為i時刻的時間。第 i 時刻的速度vix = (Xi-Xi-i)/t>viy = (yi-yi-i)/t>
Viz=(Zi-Zi^)It，第，時刻的加速度 =^- *。、^ = (^-^),)/^ = (IV1)z)" ”第乂時刻的位置W(Hi)^WX(H)2+ L、
=v^ x (tJ -^-ι) + -χ % X (tJ —,卜 i )2 +S3Z = 4 X (tJ — h-l)+-X X (tJ — h-l f +
丄、1Q在所述S3)中，根據(jù)采集的所述跟蹤點的空間位置信息進(jìn)行計算，判斷是否有踢腿動作，若判定有踢腿動作則進(jìn)一步分析該動作的類型。判斷是否有踢腿動作的方法有多種，在本發(fā)明所述的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法中，所述判斷是否有踢腿動作按照如下規(guī)則判斷若所述跟蹤點的速度沒有達(dá)到給定的閾值\，則判定沒有踢腿動作； 若所述跟蹤點的速度達(dá)到給定的閾值則判定有踢腿動作，并隨后在所述跟蹤點的速度小于給定的閾值V2或速度反向時，判定踢腿動作結(jié)束。在本發(fā)明所述的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法中，預(yù)設(shè)Vl、v2, V3，其中V1表示速度很小例如接近于0，V2表示一般移動，V3表示速度很快，其中0 < V1 < V2 < v3。在分析出存在踢腿動作時，根據(jù)計算得到的跟蹤點的速度判斷踢腿動作類型。圖3是本發(fā)明一實施例的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法的前踢運動判斷的示意圖。如圖3所示，跆拳道運動中的前踢動作的判定過程為當(dāng)跟蹤點沿χ軸的正方向運動，且跟蹤點在χ軸、y軸上的分速度大于閾值速度V2，在ζ軸上的分速度小于閾值速度V1時，則將該動作判定為前踢動作；當(dāng)所述跟蹤點的速度反向或小于閾值V2時，則判定前踢動作結(jié)束。圖4是本發(fā)明一實施例的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法的側(cè)踢運動判斷的示意圖。如圖4所示，跆拳道運動中的側(cè)踢動作的判定過程為當(dāng)跟蹤點沿χ軸的正方向運動且跟蹤點在χ軸、y軸、ζ軸的分速度大于閾值速度V2時，則判定該動作為側(cè)踢動作；當(dāng)所述跟蹤點的速度反向或小于閾值V2時，則判定側(cè)踢動作結(jié)束。圖5是本發(fā)明一實施例的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法的跳踢運動判斷的示意圖。如圖5所示，跆拳道運動中的跳踢動作的判定過程為當(dāng)所述跟蹤點沿χ軸的正方向運動，且在χ軸的分速度大于閾值V1，小于閾值V2，在y軸的分速度大于閾值V2，在 ζ軸上的分速度小于閾值V1時，則判定該動作為跳；接著進(jìn)行第二次判斷，當(dāng)跟蹤點在χ軸、 y軸上的分速度大于閾值速度V2，在ζ軸上的分速度小于閾值速度V1時，則說明有一個踢的動作，此時將整個動作判斷為跳踢。當(dāng)所述跟蹤點的速度反向或小于閾值V2時，在判定跳踢動作結(jié)束。圖6是本發(fā)明一實施例的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法的下劈運動判斷的示意圖。如圖6所示，當(dāng)所述跟蹤點y軸大于高度閾值yi，x軸分速度為負(fù)方向且速度大于閾值v3，y軸分速度為負(fù)方向且速度大于閾值V3時，則判定該動作為下劈；當(dāng)所述跟蹤點的速度小于閾值V1時，則判定下劈動作結(jié)束。圖7是本發(fā)明一實施例的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，圖中顯示了數(shù)據(jù)采集單元71、計算單元72、動作類型判斷單元73、輸出單元 74。所述數(shù)據(jù)采集單元71，與所述計算單元72連接，用于對人體身上設(shè)置的跟蹤點各個時刻的空間位置點數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并將采集到的代表人體空間位置信息的點數(shù)據(jù)送入計算單元。在一個本發(fā)明的一個實施例中，數(shù)據(jù)采集單元是底層硬件識別器。所述計算單元72，與所述動作類型判斷單元73連接，用于對來自于所述數(shù)據(jù)采集單元71的人體腿部的空間位置點數(shù)據(jù)進(jìn)行映射加工處理，計算不同時刻的速度、加速度和位移，并將計算得到的結(jié)果送入動作類型判斷單元。所述動作類型判斷單元73，與所述的輸出單元74連接，用于根據(jù)在所述計算單元 72中計算得到的速度、加速度和位移計算腿部的速度，并根據(jù)該速度數(shù)據(jù)判斷此次踢腿動作的類型，以及將判斷結(jié)果送入輸出單元。作為粗略計算，每個以30ms為時間單位的某時刻的速度是可以直接通過所述數(shù)據(jù)采集單元71采集到的空間位置數(shù)據(jù)計算得到的，但在小于30ms時間單位的某時刻的速度按照上述方法則不能準(zhǔn)確得到，此時需要根據(jù)空間位置數(shù)據(jù)計算單位時刻的速度，接著根據(jù)單位時刻的速度計算加速度、位移，然后再根據(jù)位移后的位置計算某實況的速度。所述輸出單元74，用于將映射處理后的人體空間位置數(shù)據(jù)和經(jīng)計算得出的踢腿動作類型顯示到顯示系統(tǒng)。通過所述輸出單元74的連續(xù)輸出顯示，用戶則可在顯示系統(tǒng)中觀看到自己所做的跆拳道運動的整個過程。本發(fā)明是通過一些實施例進(jìn)行描述的，本領(lǐng)域技術(shù)人員知悉，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對這些特征和實施例進(jìn)行各種改變或等效替換。另外，在本發(fā)明的教導(dǎo)下，可以對這些特征和實施例進(jìn)行修改以適應(yīng)具體的情況及材料而不會脫離本發(fā)明的精神和范圍。因此，本發(fā)明不受此處所公開的具體實施例的限制，所有落入本申請的權(quán)利要求范圍內(nèi)的實施例都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法，其特征在于，包括如下步驟51)在人體上設(shè)置一個跟蹤點，用于代表人體腿部的空間位置信息；52)不斷地采集所述跟蹤點的空間位置信息；53)根據(jù)采集的所述跟蹤點的空間位置信息進(jìn)行計算，判斷是否有踢腿動作，若判定有踢腿動作則進(jìn)一步分析該動作的類型；54)根據(jù)上述計算結(jié)果控制顯示系統(tǒng)所顯示的虛擬跆拳道運動的過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法，其特征在于，所述空間位置信息的點數(shù)據(jù)以三元組數(shù)據(jù)表示，并將所述跟蹤點的空間位置信息映射到所述顯示系統(tǒng)的虛擬坐標(biāo)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法，其特征在于，所述判斷是否有踢腿動作按照如下規(guī)則判斷若所述跟蹤點的速度沒有達(dá)到給定的閾值\，則判定沒有踢腿動作；若所述跟蹤點的速度達(dá)到給定的閾值\，則判定有踢腿動作，并隨后在所述跟蹤點的速度小于給定的閾值V2或速度反向時，判定踢腿動作結(jié)束。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法，其特征在于，所述計算結(jié)果包括速度、位移和加速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法，其特征在于，所述踢腿動作包括前踢、側(cè)踢、跳踢和下劈。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法，其特征在于，動作類型的判斷規(guī)則如下預(yù)設(shè)Vl、v2、V3，其中V1表示速度接近于或等于0，V2表示一般移動速度，V3表示速度快速，0 < V1 < V2 < V3,其中，當(dāng)跟蹤點沿χ軸的正方向運動，且跟蹤點在χ軸、y軸上的分速度大于閾值速度V2，在 Z軸上的分速度小于閾值速度V1時，則將該動作判定為前踢動作，當(dāng)所述跟蹤點的速度反向或小于閾值V2時，則判定前踢動作結(jié)束；當(dāng)跟蹤點沿X軸的正方向運動且跟蹤點在X軸、y軸、Z軸的分速度大于閾值速度V2時， 則判定該動作為側(cè)踢動作，當(dāng)所述跟蹤點的速度反向或小于閾值V2時，則判定側(cè)踢動作結(jié)束；當(dāng)所述跟蹤點沿X軸的正方向運動，且在X軸的分速度大于閾值V1，小于閾值V2,在y 軸的分速度大于閾值V2，在Z軸上的分速度小于閾值V1時，則判定該動作為跳，接著進(jìn)行第二次判斷，當(dāng)跟蹤點在X軸、y軸上的分速度大于閾值速度V2，在Z軸上的分速度小于閾值速度V1時，則說明有一個踢的動作，此時將整個動作判斷為跳踢，當(dāng)所述跟蹤點的速度反向或小于閾值V2時，在判定跳踢動作結(jié)束；當(dāng)所述跟蹤點y軸大于高度閾值yi，X軸分速度為負(fù)方向且速度大于閾值V3，y軸分速度為負(fù)方向且速度大于閾值V3時，則判定該動作為下劈，當(dāng)所述跟蹤點的速度小于閾值V1 時，則判定下劈動作結(jié)束。
7.一種基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集單元、計算單元、動作類型判斷單元和輸出單元，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集單元，與所述計算單元連接，用于對人體身上設(shè)置的跟蹤點各個時刻的空間位置點數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并將采集到的代表人體腿部空間位置信息的點數(shù)據(jù)送入計算單元；所述計算單元，與所述動作類型判斷單元連接，用于對人體腿部空間位置點數(shù)據(jù)進(jìn)行映射加工處理，計算不同時刻的速度、加速度和位移，并將計算得到的結(jié)果送入動作類型判斷單元；動作類型判斷單元，與所述的輸出單元連接，用于根據(jù)計算得到的速度、加速度和位移計算腿部的速度，判斷是否有踢腿動作，若有則進(jìn)一步判斷此次踢腿動作的類型，以及將判斷結(jié)果送入輸出單元；輸出單元，用于將映射處理后的人體空間位置數(shù)據(jù)和經(jīng)計算得出的踢腿動作類型顯示到顯示系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述判斷是否有踢腿動作按照如下規(guī)則判斷若所述跟蹤點的速度沒有達(dá)到給定的閾值\，則判定沒有踢腿動作；若所述跟蹤點的速度達(dá)到給定的閾值\，則判定有踢腿動作，并隨后在所述跟蹤點的速度小于給定的閾值V2或速度反向時，判定踢腿動作結(jié)束。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述踢腿動作包括前踢、側(cè)踢、跳踢和下劈。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制系統(tǒng)，其特征在于，動作類型判斷單元中對動作類型作如下判斷預(yù)設(shè)Vl、v2、V3，其中V1表示速度接近于或等于0，V2表示一般移動速度，V3表示速度快速，0 < V1 < V2 < V3,其中，當(dāng)跟蹤點沿χ軸的正方向運動，且跟蹤點在χ軸、y軸上的分速度大于閾值速度V2，在 Z軸上的分速度小于閾值速度V1時，則將該動作判定為前踢動作，當(dāng)所述跟蹤點的速度反向或小于閾值V2時，則判定前踢動作結(jié)束；當(dāng)跟蹤點沿X軸的正方向運動且跟蹤點在X軸、y軸、Z軸的分速度大于閾值速度V2時， 則判定該動作為側(cè)踢動作，當(dāng)所述跟蹤點的速度反向或小于閾值V2時，則判定側(cè)踢動作結(jié)束；當(dāng)所述跟蹤點沿X軸的正方向運動，且在X軸的分速度大于閾值V1，小于閾值V2,在y 軸的分速度大于閾值V2，在Z軸上的分速度小于閾值V1時，則判定該動作為跳，接著進(jìn)行第二次判斷，當(dāng)跟蹤點在X軸、y軸上的分速度大于閾值速度V2，在Z軸上的分速度小于閾值速度V1時，則說明有一個踢的動作，此時將整個動作判斷為跳踢，當(dāng)所述跟蹤點的速度反向或小于閾值V2時，在判定跳踢動作結(jié)束；當(dāng)所述跟蹤點y軸大于高度閾值yi，X軸分速度為負(fù)方向且速度大于閾值V3，y軸分速度為負(fù)方向且速度大于閾值V3時，則判定該動作為下劈，當(dāng)所述跟蹤點的速度小于閾值V1 時，則判定下劈動作結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于計算機的虛擬跆拳道運動的控制方法，包括以下步驟在人體上設(shè)置一個跟蹤點，用于代表人體腿部的空間位置信息；不斷地采集所述跟蹤點的空間位置信息；根據(jù)采集的所述跟蹤點的空間位置信息進(jìn)行計算；根據(jù)上述計算結(jié)果控制顯示系統(tǒng)所顯示的虛擬跆拳道運動的過程。本發(fā)明還公開了實現(xiàn)該控制方法的系統(tǒng)。利用本發(fā)明公開的方法和系統(tǒng)，能更真實反映出跆拳道運動中的踢腿動作，能夠準(zhǔn)確地計算分析得出該踢腿動作的類型，使用戶具有真實的跆拳道運動的感受。
文檔編號G06F3/01GK102542140SQ20101060686
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者彭立焱, 王磊, 陳亮亮, 陳清龍 申請人:深圳泰山在線科技有限公司