[發明專利]基于人體姿態檢測的互動式運動娛樂設備及其控制方法

在審

• 申請號: 201811023740.1
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109395374A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 李寧;任明樂;顧佳輝
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: A63F13/211
• 分類號: A63F13/211;A63F13/23;G06F3/01
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.基于人體姿態檢測的互動式運動娛樂設備，其特征在于，包括：姿態檢測模塊、主控模塊、通信模塊以及視頻播放模塊，其中，

所述姿態檢測模塊，用于建立空間直角坐標系，采集當前運動數據，并通過通信模塊發送至主控模塊；

所述主控模塊，用于基于當前運動數據計算當前運動速度和運動姿態，并轉換為視頻播放倍速和視頻播放方向控制信號，并通過通信模塊發送至視頻播放模塊，當前運動姿態包括確定運動方向的直線運動和旋轉運動；

所述通信模塊，用于實現模塊之間的數據傳輸，包括集成電路總線和無線通信模塊；

所述視頻播放模塊，用于根據主控模塊的控制信號同步視頻播放速度和視頻播放方向，實現同當前運動速度和運動姿態的實時同步。

2.根據權利要求1所述的基于人體姿態檢測的互動式運動娛樂設備，其特征在于，所述姿態檢測模塊與主控模塊之間通過集成電路總線方式進行數據通信，主控模塊與視頻播放模塊之間通過無線通信模塊實現數據透傳。

3.根據權利要求1所述的基于人體姿態檢測的互動式運動娛樂設備，其特征在于，所述姿態檢測模塊和主控模塊置于穿戴設備中，視頻播放模塊放置于用戶前方。

4.基于人體姿態檢測的互動式運動娛樂設備控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)姿態檢測模塊建立空間直角坐標系，采集當前運動數據，并通過通信模塊發送至主控模塊；

2)主控模塊基于當前運動數據計算得出當前運動速度和運動姿態，并轉換為視頻播放倍速和視頻播放方向控制信號，并通過通信模塊發送至視頻播放模塊，當前運動姿態包括確定運動方向的直線運動和旋轉運動；

3)視頻播放模塊根據主控模塊的控制信號同步視頻播放速度和視頻播放方向，實現同當前運動速度和運動姿態的實時同步。

5.根據權利要求4所述的基于人體姿態檢測的互動式運動娛樂設備，其特征在于，所述計算得到當前運動速度的方法具體為：用戶做直線運動時，通過姿態檢測模塊中的加速度傳感器采集加速度數據，主控模塊根據加速度與速度之間的關系計算得出沿X、Y、Z軸的運動速度；若用戶沿X、Y、Z主軸方向做直線運動，則其中不為0的速度即為合運動速度；若用戶做偏離X、Y、Z主軸方向的直線運動時，根據沿X、Y、Z軸的運動速度，通過勾股定理精確計算合運動速度；所述合運動速度即為當前運動速度。

6.根據權利要求4所述的基于人體姿態檢測的互動式運動娛樂設備控制方法，其特征在于，所述計算得到當前運動姿態的方法具體為：

21)確定運動方向：基于步驟1)中所建立的空間直角坐標系，姿態檢測模塊中的陀螺儀分別以繞X、Y、Z軸正方向順時針旋轉方向為正方向，通過檢測六個方向的數據確定用戶的運動方向；

22)確定當前運動姿態：主控模塊對姿態檢測模塊中加速度傳感器檢測到的加速度數據和陀螺儀檢測到的運動角度數據進行姿態融合算法計算，得到當前運動姿態。

7.根據權利要求4所述的基于人體姿態檢測的互動式運動娛樂設備控制方法，其特征在于，所述將當前運動速度數據轉換為視頻播放倍速控制信號具體為：主控模塊將當前運動速度等比例轉換為視頻播放倍速控制信號。

8.根據權利要求4所述的基于人體姿態檢測的互動式運動娛樂設備控制方法，其特征在于，所述將當前運動姿態數據轉換為視頻播放方向控制信號具體為：用戶做確定運動方向的直線運動時，視頻播放方向同運動方向相同；旋轉運動時，視頻播放方向維持上一個控制信號控制的視頻播放方向。

9.根據權利要求4所述的基于人體姿態檢測的互動式運動娛樂設備控制方法，其特征在于，所述步驟1)中還包括，以站立位置為空間直角坐標系的坐標原點，以坐標原點為圓心，設定預設半徑的圓為運動范圍，若超出運動范圍則結束控制，無法實現互動效果；若在運動范圍內，則進入步驟2)。

10.根據權利要求4所述的基于人體姿態檢測的互動式運動娛樂設備控制方法，其特征在于，還包括進行計步，具體為主控模塊對加速度數據進行分析，即檢測合加速度峰值的個數，進行步數統計。