基于增强现实的运动游戏控制方法及控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于增强现实的运动游戏控制方法及控制装置，本发明专利技术方法包括：接收AR装置拍摄的背景图像数据，并在背景图像数据上叠加具有设定移动速度的移动图标；通过AR装置向用户显示叠加移动图标后的增强现实图像；判断经AR装置定位的用户运动中的实时位置与移动图标的虚拟位置的距离是否符合预定阈值，若是，则判定用户追上或捕获移动图标。本发明专利技术可以增强用户与设置的虚拟竞争对象在真实外界环境中的比赛体验，且通过实时获取及比较用户运动中的实时位置与移动图标的虚拟位置的距离是否符合预定阈值来激励用户跟上运动进程，进而实现了过程监督及有效激励，增强了运动的趣味性，实现了科技与运动控制的完美结合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及运动控制领域，特别地，涉及一种基于增强现实的运动游戏控制方法及控制装置。
技术介绍
增强现实(AR，AugmentedReality)是指通过将数字信息叠加在显示装置上被观看的现实世界图像上，从而产生合成图像的技术而创建的现实的增强版显示图像。AR也被称之为混合现实。通过数字处理技术，将虚拟的信息应用到真实世界，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。AR提供了在一般情况下，不同于人类可以感知的信息。它不仅展现了真实世界的信息，而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。在视觉化的增强现实中，用户利用头盔显示器，把真实世界与电脑图形多重合成在一起，便可以看到真实的世界围绕着它。目前，国内外已经有许多实际的应用。如在工程机械领域，在进行机械安装、维修、调式时，通过头盔显示器，可以将原来不能呈现的机器内部结构，以及它的相关信息、数据完全呈现出来，从而便于操作人员按照电脑的提示，来进行工作，解决技术难题。使得的机械维护工作非常方便、快捷、准确；在医疗方面，医生可以利用AR，轻易地进行手术部位的精确定位；在军事方面，部队可以利用AR，进行方位的识别，获得目前所在地点的地理数据等重要军事数据；在航空、航海方面，驾驶人员，通过AR系统，能够轻易、快捷、准确地获得所处方位的地理、天气、气候等相关资料，保证顺利地完成航空、航海工作；在旅游、展览方面，人们在浏览、参观的同时，将接收到途经建筑的相关资料，观看展品的相关数据资料；在教育方面，魔法书是一个典型的例子。魔法书看上去，和普通的书籍没有不同，同样有图片和文字。当读者戴着头盔显示器在观看书页时，你可以看到立体的物体，沉浸在书中所描绘的立体虚拟世界中，以微型虚拟的替身形式与其他读者一起畅游；在游戏领域亦有应用，增强现实的quake游戏可以让位于全球不同地点的玩家，共同进入一个真实的自然场景，以虚拟替身的形式，进行网络对战。国内研究AR系统的单位有北京理工大学、国防科技大学、西安石油学院、电子科技大学、华中科技大学、上海大学等，国外研究AR系统的单位有德国SIEMENSAG、美国哥伦比亚大学、澳大利亚Vienna大学、日本Nara协会等，这些单位已经在AR系统的摄像机校正算法、AR头盔显示器的设计、硬件平台的应用、视觉跟踪技术等方面取得了一定的成果。现有技术公开的一篇德国专利DE10108064述及的增强现实系统，用视频或音频信息进行综合视觉跟踪，系统由以下部分组成：目标跟踪系统，为了探测信息并报告其位置；图像记录单元，记录图像并转换格式；注释系统，合成位置数据，存档数据。同年公开的美国专利US2002191003涉及的增强现实显示技术，用摄像机定位物体位置并报告给连通的计算机以呈现图像，这种方法可以呈现出天气、险情等情况，通过计算机图像处理后得到的画面令观众身临其境，其主要应用包括航海安全控制辅助、飞行员培训、应急训练等。目前尚无将AR技术与运动控制系统结合来提升运动竞技的趣味性及用户体验的相关报道，随着人们生活品质的提高，愈来愈追求健康的生活方式，如何借助科技的进步，来提升用户的运动体验，本专利技术基于此目的提出一种基于增强现实的运动游戏控制方法及控制装置，以改善现有的运动控制系统无法在运动进程中实现可视化激励，此外，亦缺乏科学地制定运动计划并监督其执行的手段，进而提升用户体验度。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于增强现实的运动游戏控制方法及控制装置，以解决现有的运动控制方法无法实现可视化激励的技术问题。本专利技术采用的技术方案如下：根据本专利技术的一个方面，提供一种基于增强现实的运动游戏控制方法，基于增强现实AR装置，AR装置为用于用户随身携带且具有摄像及定位功能的智能手机、智能眼镜、智能头盔或者平板电脑，其包括：接收AR装置拍摄的背景图像数据，并在背景图像数据上叠加具有设定移动速度的移动图标；通过AR装置向用户显示叠加移动图标后的增强现实图像；判断经AR装置定位的用户运动中的实时位置与移动图标的虚拟位置的距离是否符合预定阈值，若是，则判定用户追上或捕获移动图标。进一步地，移动图标的移动以预先设定的速度移动或者基于移动图标与用户的实时速度或位置间的距离调整的变速度和/或变方向的运动。进一步地，移动图标在用户的实际位置进入预设的地理范围时，开始移动；移动图标的移动速度以用户的实时移动速度或历史移动速度为基准值按预设的比例确定；和/或移动图标的移动方向为预设的移动方向或根据用户进入预设的地理范围时的实时移动方向进行非相对方向移动。进一步地，在AR装置呈现的二维平面或虚拟三维空间中，将移动图标的移动速度和移动位置与用户的实时移动速度和地理位置建立对应关系；当用户的实时移动速度大于移动图标的移动速度时，在AR装置呈现的二维平面或虚拟三维空间中用户与移动图标的距离越来越近；当用户的实时移动速度小于移动图标的移动速度时，在AR装置呈现的二维平面或虚拟三维空间中用户与移动图标的距离越来越远；当二者的距离小于第一预定阈值时，则判定用户追上或捕获移动图标；当二者的距离大于第二预定阈值时，则判定移动图标成功逃逸或消失，其中，第二预定阈值大于第一预定阈值；和/或当用户的实时位置接近移动图标达到第一阈值范围或远离移动图标达到第二阈值范围时，AR装置通过语音或震动提示用户已接近或远离移动图标。进一步地，在AR装置呈现的二维平面或虚拟三维空间中，移动图标按照预设的轨迹进行定向移动。进一步地，利用AR装置中的位置传感器和/或方向传感器，建立AR装置所处的现实世界三维空间与移动图标所处的虚拟三维空间建立对应关系，以运动游戏中AR装置所处的实时位置和方位角调整向用户显示的图像中呈现移动图标的大小、相对位置和方向。根据本专利技术的另一方面，还提供一种基于增强现实的运动游戏控制装置，基于增强现实AR装置，AR装置为用于用户随身携带且具有摄像及定位功能的智能手机、智能眼镜、智能头盔或者平板电脑，本专利技术控制装置包括：数据合成单元，用于接收AR装置拍摄的背景图像数据，并在背景图像数据上叠加具有设定移动速度的移动图标；显示单元，用于通过AR装置向用户显示叠加移动图标后的增强现实图像；运动判断单元，用于判断经AR装置定位的用户运动中的实时位置与移动图标的虚拟位置的距离是否符合预定阈值，若是，则判定用户追上或捕获移动图标。进一步地，数据合成单元包括：移动图标生成模块，用于控制移动图标的移动，移动图标的移动以预先设定的速度移动或者基于移动图标与用户的实时速度或位置间的距离调整的变速度和/或变方向的运动。进一步地，移动图标生成模块包括：启动控制模块，用于在用户的实际位置进入预设的地理范围时，控制移动图标开始移动；速度设定模块，用于控制移动图标的移动速度，移动图标的移动速度以用户的实时移动速度或历史移动速度为基准值按预设的比例确定；方向设定模块，用于控制移动图标的移动方向，移动图标的移动方向为预设的移动方向或根据用户进入预设的地理范围时的实时移动方向进行非相对方向移动。进一步地，显示单元用于在AR装置呈现的二维平面或虚拟三维空间中，将移动图标的移动速度和移动位置与用户的实时移动速度和地理位置建立对应关系，当用户的实时移动速度大于移动图标的移动速度时，在AR装置呈现的二维本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于增强现实的运动游戏控制方法，基于增强现实AR装置，所述AR装置为用于用户随身携带且具有摄像及定位功能的智能手机、智能眼镜、智能头盔或者平板电脑，其特征在于，包括：接收所述AR装置拍摄的背景图像数据，并在所述背景图像数据上叠加具有设定移动速度的移动图标；通过所述AR装置向用户显示叠加所述移动图标后的增强现实图像；判断经所述AR装置定位的所述用户运动中的实时位置与所述移动图标的虚拟位置的距离是否符合预定阈值，若是，则判定所述用户追上或捕获所述移动图标。

【技术特征摘要】
1.一种基于增强现实的运动游戏控制方法，基于增强现实AR装置，所述AR装置为用于用户随身携带且具有摄像及定位功能的智能手机、智能眼镜、智能头盔或者平板电脑，其特征在于，包括：接收所述AR装置拍摄的背景图像数据，并在所述背景图像数据上叠加具有设定移动速度的移动图标；通过所述AR装置向用户显示叠加所述移动图标后的增强现实图像；判断经所述AR装置定位的所述用户运动中的实时位置与所述移动图标的虚拟位置的距离是否符合预定阈值，若是，则判定所述用户追上或捕获所述移动图标。2.根据权利要求1所述的基于增强现实的运动游戏控制方法，其特征在于，所述移动图标的移动以预先设定的速度移动或者基于所述移动图标与所述用户的实时速度或位置间的距离调整的变速度和/或变方向的运动。3.根据权利要求2所述的基于增强现实的运动游戏控制方法，其特征在于，所述移动图标在所述用户的实际位置进入预设的地理范围时，开始移动；所述移动图标的移动速度以所述用户的实时移动速度或历史移动速度为基准值按预设的比例确定；和/或所述移动图标的移动方向为预设的移动方向或根据所述用户进入预设的地理范围时的实时移动方向进行非相对方向移动。4.根据权利要求1至3任一所述的基于增强现实的运动游戏控制方法，其特征在于，在所述AR装置呈现的二维平面或虚拟三维空间中，将所述移动图标的移动速度和移动位置与所述用户的实时移动速度和地理位置建立对应关系；当所述用户的实时移动速度大于所述移动图标的移动速度时，在所述AR装置呈现的二维平面或虚拟三维空间中所述用户与所述移动图标的距离越来越近；当所述用户的实时移动速度小于所述移动图标的移动速度时，在所述AR装置呈现的二维平面或虚拟三维空间中所述用户与所述移动图标的距离越来越远；当二者的距离小于第一预定阈值时，则判定所述用户追上或捕获所述移动图标；当二者的距离大于第二预定阈值时，则判定所述移动图标成功逃逸或消失，其中，所述第二预定阈值大于所述第一预定阈值；和/或当所述用户的实时位置接近所述移动图标达到第一阈值范围或远离所述移动图标达到第二阈值范围时，所述AR装置通过语音或震动提示所述用户已接近或远离所述移动图标。5.根据权利要求4所述的基于增强现实的运动游戏控制方法，其特征在于，在所述AR装置呈现的二维平面或虚拟三维空间中，所述移动图标按照预设的轨迹进行定向移动。6.根据权利要求4所述的基于增强现实的运动游戏控制方法，其特征在于，利用所述AR装置中的位置传感器和/或方向传感器，建立所述AR装置所处的现实世界三维空间与所述移动图标所处的虚拟三维空间建立对应关系，以运动游戏中所述AR装置所处的实时位置和方位角调整向用户显示的图像中呈现所述移动图标的大小、相对位置和方向。7.一种基于增强现实的运动游戏控制装置，基于增强现实AR装置，所述AR装置为用于用户随身携带且具有摄像及定位功能的智能手机、智...

【专利技术属性】
技术研发人员：张戈零，李卫军，
申请(专利权)人：湖南简成信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43