虚拟射箭系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一虚拟射箭系统，包括：至少两个图像采集单元，其用于采集箭运动过程中的实时运动图像信息；一预处理单元、一数据处理单元、一渲染单元以及一投放设备，所述预处理单元对所述图像采集单元采集的实时运动图像信息进行预处理，以去除噪音，得到预处理后的运动图像数据；所述数据处理单元对预处理后的运动图像数据进行数据处理，得到箭离开弓时刻的初始运动参数和箭接触幕布时刻的结束运动参数。本发明专利技术的运动参数测量系统不需要安装传感器，成本大大降低，避免了由于传感器本身存在漂移等缺陷导致测量结果存在累计误差，测量结果不准确的问题。

Virtual archery system and method

【技术实现步骤摘要】
虚拟射箭系统和方法
本专利技术涉及虚拟射箭领域，特别涉及一种虚拟射箭系统和方法。
技术介绍
射箭运动是我国的传统体育运动，如今已经成为奥运比赛项目。目前，射箭运动主要是分为娱乐和体育竞技两方面。传统射箭运动主要在线下射箭馆进行。主要存在以下几个方面的不足：射箭场地一般较长，占地面积很大，非常浪费土地空间资源。射箭成绩取决于射箭者的射箭姿态。但是传统射箭系统在射箭者射完箭之后没有数据反馈，无法进行定量分析，只能教练定性地指导一下，因此导致射箭者或者运动员的射箭姿态无法快速有效的被改善，无法达到科学有效的提高射箭者的成绩目的。
技术实现思路
鉴于上述已有关于箭的运动参数测量系统存在的不足，本专利技术一个目的是提供一虚拟射箭系统，所述箭被射的过程中依次经过离开弓、进入射箭区域、进入幕前区域以及接触幕布，所述虚拟射箭系统包括：至少两个图像采集单元，其用于采集箭运动过程中的实时运动图像信息；一预处理单元，其连接于所述图像采集单元，所述预处理单元对所述图像采集单元采集的实时运动图像信息进行预处理，以去除噪音，得到预处理后的运动图像数据；一数据处理单元，其连接于所述图像采集单元，所述数据处理单元对预处理后的运动图像数据进行数据处理，得到箭离开弓时刻的初始运动参数和箭接触幕布时刻的结束运动参数；一渲染单元，其连接于所述数据处理单元，所述渲染单元根据箭离开弓时刻的初始运动参数和箭接触幕布时刻的结束运动参数渲染出箭的飞行轨迹；一投放设备，其连接于所述渲染单元，将箭的飞行轨迹投放在所述幕布上。根据本专利技术的一实施例，所述虚拟射箭系统进一步包括一匹配判断单元，其对箭是否被成功射出进行判断，生成一判断结果。根据本专利技术的一实施例，所述虚拟射箭系统进一步包括一控制单元，其连接于所述匹配判断单元和所述数据处理单元，若所述匹配判断单元生成的所述判断结果为所述箭被成功射出，则所述控制单元控制所述预处理单元对所述图像采集单元采集的实时运动图像数据进行预处理。根据本专利技术的一实施例，所述虚拟射箭系统，所述运动图像数据包括空间位置信息、空间姿态以及速度值。根据本专利技术的一实施例，所述虚拟射箭系统，所述数据处理单元包括一空间位置信息处理模块、一空间姿态处理模块以及一速度值处理模块。根据本专利技术的一实施例，所述虚拟射箭系统，进一步包括一箭回收单元，其监测到箭落地，并自动收集，运送至指定位置。根据本专利技术的一实施例，所述虚拟射箭系统，所述空间位置信息处理模块，根据两个所述图像采集单元所在的位置坐标和两个所述图像采集单元同时拍摄的同一个场景中的箭的视差，计算得出拍摄瞬间所述箭的空间位置信息；所述空间姿态处理模块，根据两个所述图像采集单元同时拍摄的同一个场景中的两幅视点图像，并根据该两幅视点图像获取视差图，并通过三维重建得到该箭的拍摄瞬间空间姿态；所述速度值处理模块，选定所述箭上的某运动点为检测对象，通过图像帧差获得该运动点在一定时间差内的移动位移进而计算出拍摄瞬间速度值。本专利技术的另一实施例还提供一虚拟射箭方法，包括以下步骤：1)采集目标箭物运动过程中的实时运动图像信息；2)对所述实时运动图像信息进行预处理，以去除噪音，得到预处理后的实时运动图像信息；3)对处理后的实时运动图像信息进行数据处理，得到箭离开弓时刻的初始运动参数和箭接触幕布时刻的结束运动参数；4)根据箭离开弓时刻的初始运动参数和箭接触幕布时刻的结束运动参数渲染出箭的飞行轨迹；5)将箭的飞行轨迹投放在幕布上。根据本专利技术的一实施例，所述虚拟射箭方法，所述步骤1)之后还包括以下步骤：判断所述箭是否被成功射出，如果被成功射出，则继续所述步骤2)。根据本专利技术的一实施例，所述虚拟射箭方法，所述步骤5)之后还包括以下步骤：6)监测到箭落地，并自动收集，运送至指定位置。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过将箭的飞行物理空间的后半部分替换成虚拟空间，很好解决了射箭场地空间大的问题，大大节约了空间。通过高速摄像头能够捕捉射箭者射箭时的姿态数据，科学地形成反馈有效帮助射箭者改善射箭姿态提高射箭成绩。箭回收运送单元实现回收箭自动化，解决了射箭效率低的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一虚拟射箭系统的框架示意图。图2是上述实施例中射箭区域和幕前区域的布置示意图。图3是上述实施例中虚拟射箭方法的流程示意图。具体实施方式以下描述用于揭露本专利技术以使本领域技术人员能够实现本专利技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本专利技术的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本专利技术的精神和范围的其他技术方案。本领域技术人员应理解的是，在本专利技术的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本专利技术的限制。可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。参考说明书附图1-3，依据本专利技术的一优选实施例的一虚拟射箭系统，所述箭被射的过程中依次经过离开弓、进入射箭区域产生箭离弓事件、进入幕前区域以及接触幕布产生箭接触幕布事件，一次离弓和接触幕布是一次正常射箭过程，所述运动参数测量系统包括：至少两个图像采集单元1、一预处理单元2、一匹配判断单元3、一控制单元4、一数据处理单元5、一渲染单元6、一投放设备7以及一箭回收单元8。所述图像采集单元1连接于所述预处理单元2，所述数据处理单元3连接于所述预处理单元2，所述控制单元4连接于所述匹配判断单元3和所述数据处理单元5，所述渲染单元6连接于所述数据处理单元5，所述投放设备7连接于所述渲染单元6。所述图像采集单元1采集箭运动过程中的实时运动图像信息；所述匹配判断单元3，其对箭是否被成功射出进行判断，生成一判断结果。若所述匹配判断单元3生成的所述判断结果为所述箭被成功射出，则所述控制单元4控制所述预处理单元2对所述图像采集单元1采集的实时运动图像数据进行预处理，以去除噪音，得到预处理后的运动图像数据；然后所述数据处理单元3对预处理后的运动图像数据进行数据处理，得到箭离开弓时刻的初始运动参数和箭接触幕布时刻的结束运动参数，所述渲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一虚拟射箭系统，所述箭被射的过程中依次经过离开弓、进入射箭区域、进入幕前区域以及接触幕布，其特征在于，所述虚拟射箭系统包括：/n至少两个图像采集单元，其用于采集箭运动过程中的实时运动图像信息；/n一预处理单元，其连接于所述图像采集单元，所述预处理单元对所述图像采集单元采集的实时运动图像信息进行预处理，以去除噪音，得到预处理后的运动图像数据；/n一数据处理单元，其连接于所述图像采集单元，所述数据处理单元对预处理后的运动图像数据进行数据处理，得到箭离开弓时刻的初始运动参数和箭接触幕布时刻的结束运动参数；/n一渲染单元，其连接于所述数据处理单元，所述渲染单元根据箭离开弓时刻的初始运动参数和箭接触幕布时刻的结束运动参数渲染出箭的飞行轨迹；/n一投放设备，其连接于所述渲染单元，将箭的飞行轨迹投放在所述幕布上。/n

【技术特征摘要】
1.一虚拟射箭系统，所述箭被射的过程中依次经过离开弓、进入射箭区域、进入幕前区域以及接触幕布，其特征在于，所述虚拟射箭系统包括：
至少两个图像采集单元，其用于采集箭运动过程中的实时运动图像信息；
一预处理单元，其连接于所述图像采集单元，所述预处理单元对所述图像采集单元采集的实时运动图像信息进行预处理，以去除噪音，得到预处理后的运动图像数据；
一数据处理单元，其连接于所述图像采集单元，所述数据处理单元对预处理后的运动图像数据进行数据处理，得到箭离开弓时刻的初始运动参数和箭接触幕布时刻的结束运动参数；
一渲染单元，其连接于所述数据处理单元，所述渲染单元根据箭离开弓时刻的初始运动参数和箭接触幕布时刻的结束运动参数渲染出箭的飞行轨迹；
一投放设备，其连接于所述渲染单元，将箭的飞行轨迹投放在所述幕布上。


2.根据权利要求1所述的虚拟射箭系统，其特征在于，进一步包括一匹配判断单元，其对箭是否被成功射出进行判断，生成一判断结果。


3.根据权利要求2所述的虚拟射箭系统，其特征在于，进一步包括一控制单元，其连接于所述匹配判断单元和所述数据处理单元，若所述匹配判断单元生成的所述判断结果为所述箭被成功射出，则所述控制单元控制所述预处理单元对所述图像采集单元采集的实时运动图像数据进行预处理。


4.根据权利要求1所述的虚拟射箭系统，其特征在于，所述运动图像数据包括空间位置信息、空间姿态以及速度值。


5.根据权利要求4所述的虚拟射箭系统，其特征在于，所述数据处理单元包括一空间位置信息处理模块、一空间姿态处理模块以及一速度值处理模块。


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【专利技术属性】
技术研发人员：周维，罗晓亮，
申请(专利权)人：武汉小绿人动力技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42