CN104771892A - 基于虚拟现实的同步显示方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于虚拟现实的同步显示方法，通过体感传感器捕捉人体的骨骼信息，并将所述骨骼信息传送至计算机；所述计算机接收所述体感传感器反馈的所述骨骼信息，并根据所述骨骼信息，获取人体运动轨迹；将获取的所述人体运动轨迹与预置的三维人体模型建立对应关系，生成三维人体运动图像；由头戴式虚拟现实显示器将所述三维人体运动图像进行3D显示。本发明还公开了一种基于虚拟现实的同步显示系统。本发明集健身、趣味、寓运动与快乐为一体，大大增强人们在健身时的互动性和沉浸感。

Description

基于虚拟现实的同步显示方法和系统

技术领域

本发明涉及健身领域，尤其涉及基于虚拟现实的同步显示方法和系统。

背景技术

随着全民健身理念日益深入人心，人们的健身热情日益高涨，各类丰富多彩的全民健身活动也在中华大地上如火如荼地展开。另外，许多公园、社区和街道上都建起了有漫步机、推手器、蹬力器、仰卧起坐平台、扭腰器等设备的健身区；城市里设置的健身房也成为人们健身的理想场所，甚至有些家庭直接购置了私人健身器材。然而，人们在开展健身运动时，当用户触摸到冰冷的健身器材时，难免会使人感觉乏味，难以长久坚持。因此，如何增强人们在健身时的互动性和沉浸感，是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于虚拟现实的同步显示方法和系统，旨在解决人们在开展健身运动时，当用户触摸到冰冷的健身器材时，难免会使人感觉乏味，难以长久坚持的问题。

为实现上述目的，本发明提供的一种基于虚拟现实的同步显示方法，所述基于虚拟现实的同步显示方法包括以下步骤：

通过体感传感器捕捉人体的骨骼信息，并将所述骨骼信息传送至计算机；

所述计算机接收所述体感传感器反馈的所述骨骼信息，并根据所述骨骼信息，获取人体运动轨迹；将获取的所述人体运动轨迹与预置的三维人体模型建立对应关系，生成三维人体运动图像；

由头戴式虚拟现实显示器将所述三维人体运动图像进行3D(ThreeDimensions，三维)显示。

优选地，所述将获取的所述人体运动轨迹与预置的三维人体模型建立对应关系的步骤之前还包括：

在所述计算机上预先构建与所述人体对应的3D虚拟现实交互环境和三维人体模型。

优选地，所述在计算机上预先构建与所述人体对应的3D虚拟现实交互环境和三维人体模型的步骤包括：

识别人体特征点，确定人体关节位置；根据所述人体关节位置，建立相应的人体三维模型。

优选地，所述由头戴式虚拟现实显示器将所述三维人体运动图像进行3D显示的步骤之前还包括：

所述计算机根据所述体感传感器反馈的所述骨骼信息，获取人体运动量和能耗信息，并将所述人体运动量和能耗信息叠加在所述三维人体运动图像上。

优选地，所述由头戴式虚拟现实显示器将所述三维人体运动图像进行3D显示的步骤之前还包括：

利用压力传感器采集人体脉搏和心率信号，若所述人体脉搏和心率信号一旦超出设定的阈值时，则所述计算机产生报警信息，并将所述报警信息叠加在所述三维人体运动图像上。

为了解决上述的技术问题，本发明进一步提供一种基于虚拟现实的同步显示系统，所述基于虚拟现实的同步显示系统包括体感传感器、计算机和头戴式虚拟现实显示器，其中，

所述体感传感器，用于捕捉人体的骨骼信息，并将所述骨骼信息传送至计算机；

所述计算机，用于接收所述体感传感器反馈的所述骨骼信息，并根据所述骨骼信息，获取人体运动轨迹；将获取的所述人体运动轨迹与预置的三维人体模型建立对应关系，生成三维人体运动图像；

所述头戴式虚拟现实显示器，用于将所述三维人体运动图像进行3D显示。

优选地，所述计算机还用于预先构建与所述人体对应的3D虚拟现实交互环境和三维人体模型。

优选地，所述计算机还用于识别人体特征点，确定人体关节位置，根据所述人体关节位置，建立相应的人体三维模型。

优选地，所述计算机还用于根据所述体感传感器反馈的骨骼信息，获取人体运动量和能耗信息，并将所述人体运动量和能耗信息叠加在所述三维人体运动图像上。

优选地，所述基于虚拟现实的同步显示系统还包括压力传感器，

所述计算机还用于利用所述压力传感器采集人体脉搏和心率信号，若所述人体脉搏和心率信号一旦超出设定的阈值时，则产生报警信息，并将所述报警信息叠加在所述三维人体运动图像上。

本发明提供的基于虚拟现实的同步显示方法和系统，通过体感传感器捕捉人体的骨骼信息，并将所述骨骼信息传送至计算机；所述计算机接收所述体感传感器反馈的所述骨骼信息，并根据所述骨骼信息，获取人体运动轨迹；将获取的所述人体运动轨迹与预置的三维人体模型建立对应关系，生成三维人体运动图像；由头戴式虚拟现实显示器将所述三维人体运动图像进行3D显示。本发明集健身、趣味、寓运动与快乐为一体，大大增强人们在健身时的互动性和沉浸感。

附图说明

图1为本发明基于虚拟现实的同步显示方法第一实施例的流程示意图；

图2为本发明基于虚拟现实的同步显示方法第二实施例的流程示意图；

图3为本发明基于虚拟现实的同步显示方法第三实施例的流程示意图；

图4为本发明基于虚拟现实的同步显示方法第四实施例的流程示意图；

图5为本发明基于虚拟现实的同步显示系统第一实施例的功能模块示意图；

图6为本发明基于虚拟现实的同步显示系统第二实施例的功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种基于虚拟现实的同步显示方法，参照图1，在第一实施例中，所述基于虚拟现实的同步显示方法包括：

步骤S100、通过体感传感器捕捉人体的骨骼信息，并将所述骨骼信息传送至计算机。

在本实施例中，通过佩戴在人体上的体感传感器，对人体主要骨骼部位的运动进行实时测量，捕捉人体的骨骼信息，并将所述骨骼信息通过无线传输方式传送至计算机。所述无线传输方式可以是蓝牙、WI-FI(中文名为无线保真)或者是ZIGBEE(中文名为紫蜂)。

步骤S200、所述计算机接收所述体感传感器反馈的所述骨骼信息，并根据所述骨骼信息，获取人体运动轨迹；将获取的所述人体运动轨迹与预置的三维人体模型建立对应关系，生成三维人体运动图像。

计算机接收所述体感传感器反馈的所述骨骼信息，并根据所述骨骼信息，获取人体运动轨迹；并将获取的所述人体运动轨迹与预置的三维人体模型建立对应关系，例如，若所述人体运动轨迹的方向为肘部向左运动时，相应的所述三维人体模型的肘部也向左运动。同时生成肘部向左运动的三维人体运动图像。

步骤S300、由头戴式虚拟现实显示器将所述三维人体运动图像进行3D显示。

头戴式虚拟现实显示器将生成的肘部向左运动的三维人体运动图像进行3D显示。同时，也可以通过与所述计算机相连接的鼠标，实时调整三维人体运动图像的角度和大小。例如，对所述三维人体运动图像旋转360度或是按比例对所述三维人体运动图像进行缩放。

本实施例提供的基于虚拟现实的同步显示方法，将用户的动作在头戴式虚拟现实显示器中进行3D同步显示，集健身、趣味、寓运动与快乐为一体，大大增强人们在健身时的互动性和沉浸感。

如图2所示，图2为本发明基于虚拟现实的同步显示方法第二实施例的流程示意图，在第一实施例的基础上，所述步骤S100之前包括：

S100A、在所述计算机上预先构建与所述人体对应的3D虚拟现实交互环境和三维人体模型。

在所述计算机上预先构建与人体对应的3D虚拟现实交互环境和三维人体模型，具体地，在本实施例中，提取人体特征点，例如利用人体骨骼的特定数量以及人体左右侧骨骼的对称性，确定人体关节位置；并根据所述人体关节位置，设置对应的人体轮廓，建立相应的人体三维模型。另外，人体运动轨迹与3D虚拟现实交互环境的物进行同步交互，例如，通过用户做出拍打的动作，可以将3D虚拟现实交互环境中的排球打向对方。

本实施例提供的基于虚拟现实的同步显示方法，预先构建与所述人体对应的3D虚拟现实交互环境和三维人体模型，从而将用户的动作在头戴式虚拟现实显示器中进行3D同步显示，集健身、趣味、寓运动与快乐为一体，大大增强人们在健身时的互动性和沉浸感。

如图3所示，图3为本发明基于虚拟现实的同步显示方法第三实施例的流程示意图，在第一实施例的基础上，所述步骤S300之前包括：

步骤S300A、所述计算机根据所述体感传感器反馈的骨骼信息，获取人体运动量和能耗信息，并将所述人体运动量和能耗信息叠加在所述三维人体运动图像上。

在本实施例中，所述计算机还用于根据所述体感传感器反馈的骨骼信息，获取人体运动量和能耗信息，并将所述人体运动量和能耗信息叠加在所述三维人体运动图像上，以便在所述头戴式虚拟现实显示器上进行3D显示。其中，能耗信息可以为人体运动中消耗的卡路里热量数据。

本实施例提供的基于虚拟现实的同步显示方法，通过在头戴式虚拟现实显示器上3D显示信息叠加在所述三维人体运动图像上的人体运动量和能耗信息，从而将用户的动作在头戴式虚拟现实显示器中进行3D同步显示，集健身、趣味、寓运动与快乐为一体，大大增强人们在健身时的互动性和沉浸感。

如图4所示，图4为本发明基于虚拟现实的同步显示方法第四实施例的流程示意图，在第一实施例的基础上，所述步骤S300之前还包括：

步骤S300B、利用压力传感器采集人体脉搏和心率信号，若所述人体脉搏和心率信号一旦超出设定的阈值时，则所述计算机产生报警信息，并将所述报警信息叠加在所述三维人体运动图像上。

在本实施例中，所述计算机还用于利用压力传感器采集人体脉搏和心率信号，若所述人体脉搏和心率信号一旦超出设定的阈值时，则所述计算机产生报警信息，并将所述报警信息叠加在所述三维人体运动图像上，以便在所述头戴式虚拟现实显示器上进行3D显示报警信息，从而及时提醒用户减小运动量，以避免运动量过度对身体产生不良伤害。例如，将人体脉搏和心率的阈值设置在60—100次/分之间。若检测到人体脉搏和心率一旦超过100次/分，则在所述头戴式虚拟现实显示器上显示心动过速的报警信息；若检测到人体脉搏和心率一旦慢于60次/分，则在所述头戴式虚拟现实显示器上显示心动过缓的报警信息。

本实施例提供的基于虚拟现实的同步显示方法，利用压力传感器采集人体脉搏和心率信号，若所述人体脉搏和心率信号一旦超出设定的阈值时，则所述计算机产生报警信息，同时在头戴式虚拟现实显示器上进行3D显示报警信息，大大增强人们在健身时的安全性。

如图5所示，图5为本发明基于虚拟现实的同步显示系统第一实施例的流程示意图，在第一实施例中，所述基于虚拟现实的同步显示系统包括体感传感器10、计算机20和头戴式虚拟现实显示器30，其中，

所述体感传感器10，用于捕捉人体的骨骼信息，并将所述骨骼信息传送至所述计算机20；

所述计算机20，用于接收所述体感传感器10反馈的所述骨骼信息，并根据所述骨骼信息，获取人体运动轨迹；将获取的所述人体运动轨迹与预置的三维人体模型建立对应关系，生成三维人体运动图像；

所述头戴式虚拟现实显示器30，用于将所述三维人体运动图像进行3D显示。

在本实施例中，通过佩戴在人体上的体感传感器10，对人体主要骨骼部位的运动进行实时测量，捕捉人体的骨骼信息，并将所述骨骼信息通过无线传输方式传送至所述计算机20。所述无线传输方式可以是蓝牙、WI-FI或者是ZIGBEE。

所述计算机20接收所述体感传感器10反馈的所述骨骼信息，并根据所述骨骼信息，获取人体运动轨迹；并将获取的所述人体运动轨迹与预置的三维人体模型建立对应关系，例如，若所述人体运动轨迹的方向为肘部向左运动时，相应的所述三维人体模型的肘部也向左运动。同时生成肘部向左运动的三维人体运动图像。

头戴式虚拟现实显示器将生成的肘部向左运动的三维人体运动图像进行3D显示。同时，也可以通过与所述计算机相连接的鼠标，实时调整三维人体运动图像的角度和大小。例如，对所述三维人体运动图像旋转360度或是按比例对所述三维人体运动图像进行缩放。

本实施例提供的基于虚拟现实的同步显示系统，将用户的动作在头戴式虚拟现实显示器中进行3D同步显示，集健身、趣味、寓运动与快乐为一体，大大增强人们在健身时的互动性和沉浸感。

进一步参见图5，图5为本发明基于虚拟现实的同步显示系统第一实施例的流程示意图，在第一实施例中，所述计算机20还用于预先构建与所述人体对应的3D虚拟现实交互环境和三维人体模型。

在所述计算机20上预先构建与人体对应的3D虚拟现实交互环境和三维人体模型，具体地，在本实施例中，提取人体特征点，例如利用人体骨骼的特定数量以及人体左右侧骨骼的对称性，确定人体关节位置；并根据所述人体关节位置，设置对应的人体轮廓，建立相应的人体三维模型。另外，人体运动轨迹与3D虚拟现实交互环境的物进行同步交互，例如，通过用户做出拍打的动作，可以将3D虚拟现实交互环境中的排球打向对方。

本实施例提供的基于虚拟现实的同步显示系统，预先构建与所述人体对应的3D虚拟现实交互环境和三维人体模型，从而将用户的动作在头戴式虚拟现实显示器中进行3D同步显示，集健身、趣味、寓运动与快乐为一体，大大增强人们在健身时的互动性和沉浸感。

进一步参见图5，图5为本发明基于虚拟现实的同步显示系统第一实施例的流程示意图，在第一实施例中，所述计算机20还用于根据所述体感传感器10反馈的骨骼信息，获取人体运动量和能耗信息，并将所述人体运动量和能耗信息叠加在所述三维人体运动图像上。

在本实施例中，所述计算机20还用于根据所述体感传感器10反馈的骨骼信息，获取人体运动量和能耗信息，并将所述人体运动量和能耗信息叠加在所述三维人体运动图像上，以便在所述头戴式虚拟现实显示器上进行3D显示。其中，能耗信息可以为人体运动中消耗的卡路里热量数据。

本实施例提供的基于虚拟现实的同步显示方法，通过在头戴式虚拟现实显示器上3D显示信息叠加在所述三维人体运动图像上的人体运动量和能耗信息，从而将用户的动作在头戴式虚拟现实显示器中进行3D同步显示，集健身、趣味、寓运动与快乐为一体，大大增强人们在健身时的互动性和沉浸感。

如图6所示，图6为本发明基于虚拟现实的同步显示系统第二实施例的流程示意图，在第一实施例的基础上，所述基于虚拟现实的同步显示系统还包括压力传感器40，所述计算机20还用于利用所述压力传感器40采集人体脉搏和心率信号，若所述人体脉搏和心率信号一旦超出设定的阈值时，则产生报警信息，并将所述报警信息叠加在所述三维人体运动图像上。

在本实施例中，所述计算机20还用于利用压力传感器40采集人体脉搏和心率信号，若所述人体脉搏和心率信号一旦超出设定的阈值时，则所述计算机20产生报警信息，并将所述报警信息叠加在所述三维人体运动图像上，以便在所述头戴式虚拟现实显示器30上进行3D显示报警信息，从而及时提醒用户减小运动量，以避免运动量过度对身体产生不良伤害。例如，将人体脉搏和心率的阈值设置在60—100次/分之间。若检测到人体脉搏和心率一旦超过100次/分，则在所述头戴式虚拟现实显示器上显示心动过速的报警信息；若检测到人体脉搏和心率一旦慢于60次/分，则在所述头戴式虚拟现实显示器上显示心动过缓的报警信息。

本实施例提供的基于虚拟现实的同步显示方法，利用压力传感器采集人体脉搏和心率信号，若所述人体脉搏和心率信号一旦超出设定的阈值时，则所述计算机产生报警信息，同时在头戴式虚拟现实显示器上进行3D显示报警信息，大大增强人们在健身时的安全性。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于虚拟现实的同步显示方法，其特征在于，所述基于虚拟现实的同步显示方法包括步骤：

通过体感传感器捕捉人体的骨骼信息，并将所述骨骼信息传送至计算机；

所述计算机接收所述体感传感器反馈的所述骨骼信息，并根据所述骨骼信息，获取人体运动轨迹；将获取的所述人体运动轨迹与预置的三维人体模型建立对应关系，生成三维人体运动图像；

由头戴式虚拟现实显示器将所述三维人体运动图像进行3D显示。

2.如权利要求1所述的基于虚拟现实的同步显示方法，其特征在于，所述将获取的所述人体运动轨迹与预置的三维人体模型建立对应关系的步骤之前包括：

在所述计算机上预先构建与所述人体对应的3D虚拟现实交互环境和三维人体模型。

3.如权利要求2所述的基于虚拟现实的同步显示方法，其特征在于，所述在计算机上预先构建与所述人体对应的3D虚拟现实交互环境和三维人体模型的步骤包括：

识别人体特征点，确定人体关节位置；根据所述人体关节位置，建立相应的人体三维模型。

4.如权利要求1至3任一项所述的基于虚拟现实的同步显示方法，其特征在于，所述由头戴式虚拟现实显示器将所述三维人体运动图像进行3D显示的步骤之前包括：

所述计算机根据所述体感传感器反馈的所述骨骼信息，获取人体运动量和能耗信息，并将所述人体运动量和能耗信息叠加在所述三维人体运动图像上。

5.如权利要求1至3任一项所述的基于虚拟现实的同步显示方法，其特征在于，所述由头戴式虚拟现实显示器将所述三维人体运动图像进行3D显示的步骤之前还包括：

利用压力传感器采集人体脉搏和心率信号，若所述人体脉搏和心率信号一旦超出设定的阈值时，则所述计算机产生报警信息，并将所述报警信息叠加在所述三维人体运动图像上。

6.一种基于虚拟现实的同步显示系统，其特征在于，所述基于虚拟现实的同步显示系统包括体感传感器、计算机和头戴式虚拟现实显示器，其中，

所述体感传感器，用于捕捉人体的骨骼信息，并将所述骨骼信息传送至所述计算机；

所述计算机，用于接收所述体感传感器反馈的所述骨骼信息，并根据所述骨骼信息，获取人体运动轨迹；将获取的所述人体运动轨迹与预置的三维人体模型建立对应关系，生成三维人体运动图像；

所述头戴式虚拟现实显示器，用于将所述三维人体运动图像进行3D显示。

7.如权利要求6所述的基于虚拟现实的同步显示系统，其特征在于，所述计算机还用于预先构建与所述人体对应的3D虚拟现实交互环境和三维人体模型。

8.如权利要求7所述的基于虚拟现实的同步显示系统，其特征在于，所述计算机还用于识别人体特征点，确定人体关节位置，根据所述人体关节位置，建立相应的人体三维模型。

9.如权利要求6至8任一项所述的基于虚拟现实的同步显示系统，其特征在于，所述计算机还用于根据所述体感传感器反馈的骨骼信息，获取人体运动量和能耗信息，并将所述人体运动量和能耗信息叠加在所述三维人体运动图像上。

10.如权利要求6至8任一项所述的基于虚拟现实的同步显示系统，其特征在于，所述基于虚拟现实的同步显示系统还包括压力传感器，

所述计算机还用于利用所述压力传感器采集人体脉搏和心率信号，若所述人体脉搏和心率信号一旦超出设定的阈值时，则产生报警信息，并将所述报警信息叠加在所述三维人体运动图像上。