[發明專利]基于虛擬現實眼鏡的室內騎行健身系統

在審

• 申請號: 201710060201.4
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106880945A
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 劉雪燕
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: A63F13/816
• 分類號: A63F13/816;A63F13/235;A63F13/211;A63F13/212;A63F13/25;A63F13/42
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 陳鵬

1.一種基于虛擬現實眼鏡的室內騎行健身系統，其特征在于，包括運動數據采集單元、軟件處理單元、無線傳輸單元和立體顯示單元，其中

所述運動數據采集單元包括霍爾傳感器、Arduino控制器和無線發送模塊，所述霍爾傳感器用于采集人體運動數據，所述Arduino控制器不斷從霍爾傳感器的輸出端獲取人體運動數據，所述無線發送模塊用于將數據發送給無線傳輸單元；

所述無線傳輸單元用于將接收到的數據傳輸給軟件處理單元；

所述軟件處理單元包括Unity模塊，該模塊用于虛擬現實場景的搭建，同時根據采集單元的數據進行虛擬場景的邏輯設計；

所述立體顯示單元包括虛擬現實眼鏡，用于立體顯示同步的虛擬場景，且通過自帶的陀螺儀檢測用戶頭部的轉動。

2.根據權利要求1所述的基于虛擬現實眼鏡的室內騎行健身系統，其特征在于，所述霍爾傳感器與磁鋼配套使用，用于檢測用戶運動速度；霍爾傳感器安裝在用戶鞋子的后跟處，磁鋼放置在霍爾傳感器的正下方所在的有效檢測位置；

當霍爾傳感器與磁鋼相對時，產生脈沖輸出給Arduino控制器，通過脈沖數測出用戶的運動速度。

3.根據權利要求1所述的基于虛擬現實眼鏡的室內騎行健身系統，其特征在于，所述人體運動數據是指用戶的運動速度，自行車轉速根據脈沖計數進行測量，霍爾傳感器輸出的脈沖信號頻率與自行車轉速成正比，脈沖信號與自行車轉速有以下關系：

$n=\frac{60}{PT}---\left(1\right)$

式中，n為自行車轉速，P為自行車車輪轉動一圈的脈沖數，T為輸出方波信號的周期；

根據式(1)計算出自行車的車速，測取左右腳運動的速度，然后取平均值，再把此數據傳送給軟件處理單元。

4.根據權利要求1所述的基于虛擬現實眼鏡的室內騎行健身系統，其特征在于，所述軟件處理單元利用Unity的三維引擎和物理引擎進行道路的碰撞檢測，與用戶的輸入共同控制游戲角色運用，且用第一人稱人物進行控制。

5.根據權利要求1所述的基于虛擬現實眼鏡的室內騎行健身系統，其特征在于，所述虛擬現實場景的搭建過程具體為：擬定三維場景的大概草圖，包括整體環境、天氣和視野；利用插件TerrainComposer創建地形，并完善場景；將文件拖入Unity3d對應項目的子目錄中，完成模型的導入。

6.根據權利要求1所述的基于虛擬現實眼鏡的室內騎行健身系統，其特征在于，所述Unity虛擬場景的邏輯架構設計過程為：

用戶先選擇一個終點，終點代表目標位置；

用戶從特定的目標起點出發，在到達目標位置之前，平臺持續檢測用戶的動作，如果檢測到用戶的移動，那么在虛擬場景中，游戲角色也會按照用戶的移動方向移動，否則，游戲角色保持不動；

當場景中游戲角色到達終點時，游戲結束，并給出運動時間和用戶運動速度的統計量。

7.根據權利要求1所述的基于虛擬現實眼鏡的室內騎行健身系統，其特征在于，所述立體顯示單元使用視頻線復制顯示電腦的輸出，且能夠左右眼分屏查看。

8.根據權利要求1所述的基于虛擬現實眼鏡的室內騎行健身系統，其特征在于，所述虛擬現實眼鏡采用Oculus Rift。