本實(shí)用新型涉及人機(jī)交互技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種虛擬現(xiàn)實(shí)單車(chē)互動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)于健身越發(fā)重視，其中踩單車(chē)作為室內(nèi)健身房?jī)?nèi)常見(jiàn)運(yùn)動(dòng)，受到了普遍歡迎。室內(nèi)健身房?jī)?nèi)單車(chē)機(jī)上的單車(chē)健身也成為了人們常見(jiàn)的健身形式。

利用傳統(tǒng)的室內(nèi)單車(chē)裝置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，難以避免運(yùn)動(dòng)的單調(diào)性和乏味性，在單車(chē)機(jī)上的鍛煉無(wú)法與外部環(huán)境或者運(yùn)動(dòng)伙伴進(jìn)行交流，導(dǎo)致相應(yīng)的踩單車(chē)運(yùn)動(dòng)趣味性低，影響用戶進(jìn)行單車(chē)運(yùn)動(dòng)的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)傳統(tǒng)方案導(dǎo)致相應(yīng)的踩單車(chē)運(yùn)動(dòng)趣味性低，影響用戶進(jìn)行單車(chē)運(yùn)動(dòng)效果的技術(shù)問(wèn)題，提供一種虛擬現(xiàn)實(shí)單車(chē)互動(dòng)系統(tǒng)。

一種虛擬現(xiàn)實(shí)單車(chē)互動(dòng)系統(tǒng)，包括：用于捕捉人體肢體動(dòng)作和頭部動(dòng)作的動(dòng)作捕捉器，虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡、供用戶踩踏的單車(chē)機(jī)以及運(yùn)行游戲場(chǎng)景的計(jì)算機(jī)；

所述動(dòng)作捕捉器被穿戴在用戶手部，所述虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡佩戴在用戶眼部；所述動(dòng)作捕捉器的數(shù)據(jù)輸出端口和虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡的數(shù)據(jù)輸入端口分別連接計(jì)算機(jī)；所述單車(chē)機(jī)的數(shù)據(jù)輸出端口連接所述計(jì)算機(jī)。

上述虛擬現(xiàn)實(shí)單車(chē)互動(dòng)系統(tǒng)，將動(dòng)作捕捉器和單車(chē)機(jī)的數(shù)據(jù)輸出端口分別接入計(jì)算機(jī)，使計(jì)算機(jī)可以獲取用戶在踩踏單車(chē)機(jī)時(shí)的肢體動(dòng)作和頭部動(dòng)作等人體動(dòng)作，還可以獲取上述單車(chē)機(jī)的運(yùn)動(dòng)路程和速度信息等運(yùn)動(dòng)信息，在其運(yùn)行的游戲客戶端響應(yīng)人體動(dòng)作信息和運(yùn)動(dòng)信息，將上述響應(yīng)得到的游戲場(chǎng)景發(fā)送至虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡進(jìn)行顯示，使用戶可以切身體驗(yàn)上述虛擬游戲場(chǎng)景，有效提高了用戶踩單車(chē)運(yùn)動(dòng)的趣味性，進(jìn)而提高了單車(chē)運(yùn)動(dòng)的體驗(yàn)效果。

附圖說(shuō)明

圖1為一個(gè)實(shí)施例的虛擬現(xiàn)實(shí)單車(chē)互動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為一個(gè)實(shí)施例的虛擬現(xiàn)實(shí)單車(chē)互動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為一個(gè)實(shí)施例的虛擬現(xiàn)實(shí)單車(chē)互動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型提供的虛擬現(xiàn)實(shí)單車(chē)互動(dòng)系統(tǒng)的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)闡述。

參考圖1所示，圖1為一個(gè)實(shí)施例的虛擬現(xiàn)實(shí)單車(chē)互動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，包括：用于捕捉人體肢體動(dòng)作和頭部動(dòng)作的動(dòng)作捕捉器101，虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡102、供用戶踩踏的單車(chē)機(jī)103以及運(yùn)行游戲客戶端的計(jì)算機(jī)104；

所述動(dòng)作捕捉器101被穿戴在用戶手部，所述虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡102佩戴在用戶眼部；所述動(dòng)作捕捉器101的數(shù)據(jù)輸出端口和虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡102的數(shù)據(jù)輸入端口分別連接計(jì)算機(jī)104；所述單車(chē)機(jī)103的數(shù)據(jù)輸出端口連接所述計(jì)算機(jī)104。

為了保證動(dòng)作捕捉器101和單車(chē)機(jī)103向相應(yīng)計(jì)算機(jī)104傳輸相關(guān)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性與及時(shí)性，上述動(dòng)作捕捉器101的數(shù)據(jù)輸出端口以及單車(chē)機(jī)103的數(shù)據(jù)輸出端口分別可以通過(guò)數(shù)據(jù)線連接計(jì)算機(jī)104；上述計(jì)算機(jī)104中可以設(shè)置基于單車(chē)機(jī)的游戲客戶端以及控制所述游戲客戶端的服務(wù)端等；上述計(jì)算機(jī)104可以通過(guò)數(shù)據(jù)線連接所述虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡102的數(shù)據(jù)輸入端口，將所述游戲客戶端運(yùn)行后得到的游戲場(chǎng)景通過(guò)數(shù)據(jù)線發(fā)送至虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡102。

本實(shí)施例提供的虛擬現(xiàn)實(shí)單車(chē)互動(dòng)系統(tǒng)，將動(dòng)作捕捉器101和單車(chē)機(jī)103的數(shù)據(jù)輸出端口分別接入計(jì)算機(jī)104，使計(jì)算機(jī)104可以獲取用戶在踩踏單車(chē)機(jī)103時(shí)的肢體動(dòng)作和頭部動(dòng)作等人體動(dòng)作，還可以獲取上述單車(chē)機(jī)103的運(yùn)動(dòng)路程和速度信息等運(yùn)動(dòng)信息，在其運(yùn)行的游戲客戶端響應(yīng)人體動(dòng)作信息和運(yùn)動(dòng)信息，將上述響應(yīng)得到的游戲場(chǎng)景發(fā)送至虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡102進(jìn)行顯示，使用戶可以切身體驗(yàn)上述虛擬游戲場(chǎng)景，有效提高了用戶踩單車(chē)運(yùn)動(dòng)的趣味性，進(jìn)而提高了單車(chē)運(yùn)動(dòng)的體驗(yàn)效果。

在一個(gè)實(shí)施例中，上述動(dòng)作捕捉器將其捕捉的人體動(dòng)作信息輸出至計(jì)算機(jī)；所述單車(chē)機(jī)將記錄的運(yùn)動(dòng)信息輸出至計(jì)算機(jī)；所述計(jì)算機(jī)接收所述人體動(dòng)作信息和運(yùn)動(dòng)信息，將游戲客戶端響應(yīng)人體動(dòng)作信息和運(yùn)動(dòng)信息得到的游戲場(chǎng)景輸出至所述虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡，所述虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡顯示所述游戲場(chǎng)景。

上述動(dòng)作捕捉器可以實(shí)時(shí)捕捉用戶的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)等人體動(dòng)作信息；上述運(yùn)動(dòng)信息可以包括單車(chē)機(jī)的運(yùn)動(dòng)路程和當(dāng)前速度等信息。

作為一個(gè)實(shí)施例，人體動(dòng)作信息包括手臂擺動(dòng)信息(如手臂的上下擺動(dòng)動(dòng)作等)、頭部擺動(dòng)信息和運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息；

所述計(jì)算機(jī)為根據(jù)手臂擺動(dòng)信息選擇游戲客戶端的菜單上的游戲模式；還根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息，通過(guò)空間姿態(tài)提取算法確定人體運(yùn)動(dòng)的空間姿態(tài)，并將所述空間姿態(tài)擬合到游戲場(chǎng)景中，作出相應(yīng)的反饋動(dòng)作，形成游戲客戶端內(nèi)的實(shí)時(shí)虛擬場(chǎng)景的計(jì)算機(jī)。

實(shí)際應(yīng)用中，單車(chē)機(jī)還可以將用戶運(yùn)動(dòng)路程和當(dāng)前速度數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)接收用戶運(yùn)動(dòng)路程和當(dāng)前速度數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，當(dāng)達(dá)到預(yù)定的里程和速度時(shí)，計(jì)算機(jī)向單車(chē)機(jī)發(fā)送變速或停止指令，控制單車(chē)機(jī)變速或停止。

一輪游戲結(jié)束時(shí)，計(jì)算機(jī)的游戲客戶端界面可以顯示退出游戲和繼續(xù)游戲的菜單選擇，用戶通過(guò)手臂的上下?lián)]動(dòng)進(jìn)行選擇。

在一個(gè)實(shí)施例中，上述動(dòng)作捕捉器可以包括用于感應(yīng)人體四肢或者頭部轉(zhuǎn)動(dòng)的陀螺儀，所述陀螺儀佩戴在人體四肢上，陀螺儀的數(shù)據(jù)輸出端口連接計(jì)算機(jī)。

本實(shí)施例在動(dòng)作捕捉器中設(shè)置陀螺儀，可以更加準(zhǔn)確的檢測(cè)用戶的肢體和頭部轉(zhuǎn)動(dòng)信息，使上述運(yùn)動(dòng)捕捉器所獲取的人體動(dòng)作信息更為完整，進(jìn)而使游戲客戶端對(duì)上述人體動(dòng)作信息的響應(yīng)更為逼真，進(jìn)一步提高了相應(yīng)虛擬現(xiàn)實(shí)單車(chē)互動(dòng)系統(tǒng)的效果。

在一個(gè)實(shí)施例中，上述陀螺儀可以為HTC VIVE陀螺儀。

本實(shí)施例采用HTC VIVE陀螺儀，可以進(jìn)一步保證上述陀螺儀所獲取的人體動(dòng)作信息的準(zhǔn)確性與完整性。

參考圖2所示，圖2為一個(gè)實(shí)施例的虛擬現(xiàn)實(shí)單車(chē)互動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2，上述動(dòng)作捕捉器可以包括用于捕捉人體手部運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作捕捉手套106，所述動(dòng)作捕捉手套106的數(shù)據(jù)輸出端口連接計(jì)算機(jī)104。

本實(shí)施例采用動(dòng)作捕捉手套106對(duì)人體手部運(yùn)動(dòng)進(jìn)行捕捉，可以保證所捕捉到的人體手部運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性，進(jìn)而保證相應(yīng)人體動(dòng)作信息的完整性。

如圖3所示，在一個(gè)實(shí)施例中，上述虛擬現(xiàn)實(shí)單車(chē)互動(dòng)系統(tǒng)，還可以包括用于播放游戲場(chǎng)景聲音數(shù)據(jù)的音響設(shè)備107，所述音響設(shè)備107連接計(jì)算機(jī)104。

本實(shí)施例采用音響設(shè)備107對(duì)計(jì)算機(jī)運(yùn)行的游戲客戶端的有關(guān)聲音數(shù)據(jù)(包括游戲背景音以及動(dòng)作音效等數(shù)據(jù))進(jìn)行播放，可以提高虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡顯示相應(yīng)游戲場(chǎng)景時(shí)的顯示效果，進(jìn)而提高用戶對(duì)于上述虛擬現(xiàn)實(shí)單車(chē)互動(dòng)系統(tǒng)的體驗(yàn)效果。

在一個(gè)實(shí)施例中，上述虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡為HTC VIVE虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡。

上述HTC Vive是由HTC與Valve聯(lián)合開(kāi)發(fā)的一款VR頭顯(虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示器)產(chǎn)品，其在Steam平臺(tái)上已經(jīng)可以體驗(yàn)利用Vive功能的虛擬現(xiàn)實(shí)游戲。本實(shí)施例采用HTC VIVE虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡，可以進(jìn)一步保證用戶對(duì)于上述虛擬現(xiàn)實(shí)單車(chē)互動(dòng)系統(tǒng)的體驗(yàn)效果。

在一個(gè)實(shí)施例中，上述計(jì)算機(jī)可以與外部網(wǎng)絡(luò)(如互聯(lián)網(wǎng)等)聯(lián)通。

本實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)與外部網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通，可以使計(jì)算機(jī)的游戲客戶端進(jìn)入聯(lián)機(jī)模式，使用戶與在線進(jìn)行游戲的其他玩家進(jìn)行競(jìng)技比賽，進(jìn)一步提高使用上述虛擬現(xiàn)實(shí)單車(chē)互動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的趣味性。

在實(shí)際應(yīng)用中，用戶可以頭戴虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡登上單車(chē)機(jī)，計(jì)算機(jī)啟動(dòng)游戲客戶端，播放游戲開(kāi)場(chǎng)視頻及開(kāi)始選擇菜單，并將游戲客戶端運(yùn)行的視頻數(shù)據(jù)(游戲場(chǎng)景)通過(guò)視頻傳輸數(shù)據(jù)線傳到虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡進(jìn)行顯示。進(jìn)入游戲系統(tǒng)的登錄/注冊(cè)界面后，新用戶可選擇注冊(cè)或游客模式，老用戶可以登錄進(jìn)入游戲。進(jìn)入游戲界面后，用戶通過(guò)手臂的上下擺動(dòng)進(jìn)行菜單，動(dòng)作捕捉手套等動(dòng)作捕捉器可將實(shí)時(shí)捕捉到的肢體動(dòng)作等人體動(dòng)作信息通過(guò)數(shù)據(jù)線傳至計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)客戶端接收這些人體動(dòng)作信息并轉(zhuǎn)換為游戲客戶端可接受的API鍵盤(pán)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)在菜單上對(duì)游戲模式的上下選擇；上述游戲模式可以包括單人模式和聯(lián)機(jī)模式，其中在聯(lián)機(jī)模式，游戲客戶端將聯(lián)網(wǎng)匹配在線進(jìn)行游戲的玩家進(jìn)行競(jìng)技比賽。游戲開(kāi)始，虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡上實(shí)時(shí)顯示游戲客戶端發(fā)送來(lái)的虛擬游戲障礙場(chǎng)景，玩家通過(guò)手臂和頭部的左右擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向避開(kāi)障礙，動(dòng)作捕捉器(如動(dòng)作捕捉手套)實(shí)時(shí)捕捉用戶的肢體動(dòng)作并通過(guò)數(shù)據(jù)線傳給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過(guò)動(dòng)作捕捉器實(shí)時(shí)捕捉用戶的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，通過(guò)計(jì)算機(jī)服務(wù)端內(nèi)的一個(gè)空間姿態(tài)提取算法程序，將空間姿態(tài)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換為人體空間運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向量矩陣，上述向量矩陣坐標(biāo)包括人體關(guān)鍵特征點(diǎn)矩陣、特征點(diǎn)矩陣相關(guān)的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)及速度、特征點(diǎn)矩陣相關(guān)的位移坐標(biāo)，上述向量矩陣可以確定人體運(yùn)動(dòng)的空間姿態(tài)，將這個(gè)空間姿態(tài)擬合到游戲軟件中，在游戲場(chǎng)景中作出相應(yīng)的反饋動(dòng)作，計(jì)算機(jī)內(nèi)相應(yīng)軟硬件處理數(shù)據(jù)形成游戲客戶端內(nèi)的實(shí)時(shí)虛擬場(chǎng)景轉(zhuǎn)換，并將圖像通過(guò)視頻傳輸線傳到虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡上。單車(chē)機(jī)將用戶運(yùn)動(dòng)路程和當(dāng)前速度等運(yùn)動(dòng)信息通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，游戲客戶端的顯示頁(yè)將實(shí)時(shí)顯示接收到的相關(guān)數(shù)據(jù)，當(dāng)達(dá)到預(yù)定的里程和速度時(shí)，游戲客戶端可以向單車(chē)機(jī)發(fā)送變速或停止的指令，控制所述單車(chē)機(jī)進(jìn)行變速或者停止。一輪游戲結(jié)束，游戲客戶端的界面可以顯示退出游戲和繼續(xù)游戲的菜單選擇，用戶可通過(guò)手臂的上下?lián)]動(dòng)進(jìn)行選擇。動(dòng)作捕捉手套等動(dòng)作捕捉器將實(shí)時(shí)捕捉到的肢體動(dòng)作數(shù)據(jù)上傳給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)接收并處理肢體動(dòng)作數(shù)據(jù)后控制單車(chē)機(jī)的進(jìn)一步動(dòng)作和虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡的場(chǎng)景顯示。如果用戶準(zhǔn)備臨時(shí)退出游戲，可以連續(xù)上下?lián)]動(dòng)手臂，動(dòng)作捕捉器捕捉到后在計(jì)算機(jī)內(nèi)將其轉(zhuǎn)換為終止信號(hào)，計(jì)算機(jī)向單車(chē)機(jī)發(fā)送停止命令。按游戲情節(jié)退出客戶端，此時(shí)計(jì)算機(jī)服務(wù)端可以進(jìn)行相應(yīng)處理并通知其他在線用戶，當(dāng)所有用戶都退出游戲時(shí)，退出服務(wù)端。

本實(shí)用新型提供的虛擬現(xiàn)實(shí)單車(chē)互動(dòng)系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)鏈接互聯(lián)網(wǎng)等外部網(wǎng)絡(luò)時(shí)，用戶可以選擇與在線的真人玩家進(jìn)行越野競(jìng)技，互相添加好友，從而在虛擬游戲中增強(qiáng)了與現(xiàn)實(shí)世界中的人際交互，有效克服虛擬現(xiàn)實(shí)游戲帶來(lái)的現(xiàn)實(shí)社交隔離和運(yùn)動(dòng)量過(guò)少等問(wèn)題，大大提升的了游戲的趣味性。

利用HTC VIVE的陀螺儀和動(dòng)作捕捉手套等動(dòng)作捕捉器，用戶擺脫了較為單調(diào)的單車(chē)機(jī)運(yùn)動(dòng)，而是可以通過(guò)頭部的上下擺動(dòng)、左右轉(zhuǎn)動(dòng)和手臂的揮動(dòng)實(shí)現(xiàn)游戲中玩家的跳躍，下蹲，左右轉(zhuǎn)彎實(shí)現(xiàn)對(duì)障礙物的躲避，還可以進(jìn)行游戲中菜單選項(xiàng)的選擇。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書(shū)記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)實(shí)用新型專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。