[發明專利]一種適用于盲人與常人公平射箭競技的系統及其實現方法

在審

• 申請號: 202110530004.0
• 申請日: 2021-05-14
• 公開（公告）號: CN113413596A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 王昀;朱吉虹;程炎;羅珊;方瀚翔;羅麗萍;周龍飛;林璐
• 申請（專利權）人: 中國美術學院
• 主分類號: A63F13/54
• 分類號: A63F13/54;A63F13/285;A63F13/213;A63F13/816
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 王雪

本發明提供一種適用于盲人與常人公平射箭競技的系統，所述該系統包括場景模擬單元、運算處理單元、弓箭手柄單元和體感反饋單元；所述場景模擬單元包括紅外LED、紅外攝像設備、紅外發射設備；所述運算處理單元包括信號傳輸裝置和計算機；所述模擬弓箭單元包括弓體，所述弓體上設有紅外發射裝置，弓弦與滑動變阻器相連，通過弓弦的開合來實現滑動變阻。本發明還提供一種適用于盲人與常人公平射箭競技的實現方法通過提供所述的方法解決視覺功能有所缺失的特殊人群不能體驗類似活動的問題，從而讓視覺功能存在障礙的特殊人群也能夠參與進來，體驗射擊。

技術領域

本發明涉及射箭競技，尤其是涉及一種適用于盲人與常人公平射箭競技的系統及其實現方法。

背景技術

目前現有的電子虛擬射擊體驗單一，依靠紅外等相關技術捕獲射擊者的瞄點位置并以圖像模擬的方式反饋給射擊者，并完全依賴于視覺進行信息攝入（例如判斷靶心的位置，瞄準點的位置），射擊者通過比對屏幕上的瞄點位置與靶心位置判斷射擊準度，雖然不同的電子虛擬射擊的呈現效果和所構造的電子虛擬環境有所不同，但就射擊方式上，用視覺捕捉的方式并未改變。因此在整體的射擊體驗上較為單調。

除此之外，現有的電子虛擬射擊活動所使用的捕捉技術存在局限性，射擊過程需要一臺電子成像設備，且對于環境（保證成像效果）和人員（保證視力正常）有所相關要求，例如環境光線較弱，成像效果不佳，對于射擊者的視覺要求正常。為解決上述問題，（主要是解決，視覺功能有所缺失的特殊人群不能體驗類似活動的問題）本發明設計了一種新的射擊體驗，在硬件上不再對使用環境有所要求（因為是依靠聲音，所以成像設備，光線環境不再是必要條件），在體驗的維度上，因為以聽覺來進行體驗，拓寬了體驗方式，增加樂趣性，在體驗人群上，拓展了視覺功能障礙者這一特殊人群，讓他們也能參與其中。

發明內容

為了解決背景技術中存在的問題，本發明提供一種適用于盲人與常人公平射箭競技的系統及其實現方法。

本發明采用如下的技術方案： 一種適用于盲人與常人公平射箭競技的系統及其實現方法，所述該系統包括場景模擬單元、運算處理單元、弓箭手柄單元和體感反饋單元；所述場景模擬單元包括紅外LED、紅外攝像設備、紅外發射設備；所述運算處理單元包括信號傳輸裝置和計算機；

所述模擬弓箭單元包括弓體，所述弓體上設有紅外發射裝置，弓弦與滑動變阻器相連，通過弓弦的開合來實現滑動變阻。

進一步地，所述體感反饋單元包括除視覺以外的模擬4感發生裝置，包括聲音發生裝置、震動裝置、氣味發生裝置。

一種適用于盲人與常人公平射箭競技實現方法，所述該實現方法通過以下步驟來實現：步驟1將用于構圍交互區域的紅外LED設置于投影面上；

步驟2在投影面前設置紅外攝像設備，確保紅外攝像設備成像范圍覆蓋交互區，所述紅外攝像設備為窄波段的紅外攝像設備，只能接收紅外信號，不接收可見光信號，可以排除在區域疊加投影圖形所產生的光線干擾，確保紅外LED構圍交互區的范圍；

步驟3將紅外攝像設備與計算機建立數據連接，在兩者間建立通信，實現數據的發送與接收；

步驟4計算機中的OpenCV通過讀取當前紅外攝像機捕捉紅外LED信號；

步驟5在計算機上對捕獲到的圖像進行二值化處理，使帶灰度的圖像只有黑色和白色，過濾掉無效的信息，所述圖形為捕捉到的視頻幀圖像；

步驟6計算二值化圖像中的紅外LED作為信號源所構圍的交互區輪廓，計算所得構圍的中心坐標點和相應的四個頂點坐標，所構圍區域即為交互區范圍；

步驟7對已交互區進行排序，并對識別區域進行圖像校正，通過設置的紅外LED，明確各頂點，從左上頂點開始按照順時針的順序排序，并依照標準矩形形狀的相同順序頂點通過“透視變換算法”得到一個變換矩陣，通過該變換矩陣得到校正為矩形的模擬弓箭與投影之間的交互區范圍圖像；

步驟8模擬弓箭單元通過設置在弓上的紅外發射裝置，在交互區內進行尋靶軌跡移動；