CN105056461A - 一种实时虚拟再现跳绳 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种实时虚拟再现跳绳，包括：跳绳本体、跳绳轨迹检测部分、第一无线终端部分、电压转换部分、第二无线终端部分和虚拟再现部分，其中：跳绳本体内设有电池；跳绳轨迹检测部分采集跳绳运动轨迹物理量并数字化处理；第一无线终端部分无线发射数字化的跳绳运动轨迹原始数据；电压转换部分将跳绳本体上电池输出的电能电压换成跳绳轨迹检测部分和无线发射部分的工作电压；第二无线终端部分接收第一无线终端部分的原始数据；虚拟再现部分将原始数据进行处理，实时转换成跳绳位置和姿态数据并通过显示终端再现。本发明结构简单，操作便捷，第一时间虚拟再现当前跳绳位置和姿态，具有很好的交互性和娱乐性。

Description

一种实时虚拟再现跳绳

技术领域

本发明涉及运动娱乐交互领域，具体地，涉及一种实时虚拟再现跳绳。

背景技术

目前的跳绳只是使用者自身的健身运动，缺乏交互性和娱乐性，目前还没有出现针对实时交互的一种跳绳产品出现。本发明可以第一时间虚拟再现当前跳绳的位置和姿态，对于使用者有很好的交互性和娱乐性。

发明内容

本发明的目的是提供一种实时虚拟再现跳绳，将跳绳、无线网络和跳绳运动状态结合在一起，实时虚拟再现当前跳绳的位置和姿态，提高跳绳的交互性和娱乐性。

为实现以上目的，本发明提供一种实时虚拟再现跳绳，包括跳绳本体、跳绳轨迹检测部分、第一无线终端部分、电压转换部分、第二无线终端部分和虚拟再现部分，其中：

所述的跳绳本体内设有电池；

所述的电压转换部分，将跳绳本体上电池输出的电能电压换成跳绳轨迹检测部分和第一无线终端部分所需要的工作电压；

所述的跳绳轨迹检测部分，对跳绳本体运动过程中的当前运动轨迹进行物理量采集，并进行数字化处理后传输给第一无线终端部分；

所述的第一无线终端部分，与跳绳轨迹检测部分互联，建立跳绳轨迹检测部分和虚拟再现部分的无线通讯；

所述的第二无线终端部分，与虚拟再现部分互联，建立虚拟再现部分和跳绳轨迹检测部分的无线通讯；

所述的虚拟再现部分，通过第一无线终端部分、第二无线终端部分将跳绳本体的当前运动轨迹物理量的原始数据进行处理，实时转换成跳绳本体的位置和姿态数据并通过显示终端再现。

优选地，所述的跳绳轨迹检测部分，包含跳绳运动轨迹采集传感器和处理器，其中：

所述跳绳运动轨迹采集传感器，将跳绳本体的当前运动轨迹实时进行物理量采集并转换成数字量后传递给处理器；

所述处理器，接收跳绳运动轨迹采集传感器传递的跳绳本体当前运动轨迹物理量并进行数字滤波、放大、轨迹模式识别的数字信号处理，并将处理结果—运动状态物理量传递给第一无线终端部分进行发送。

更优选地，所述的运动状态物理量包括跳绳本体的速度、加速度、角速度、角加速度、俯仰、翻滚和偏摆中一种或多种。

优选地，所述的第一无线终端部分包括第一天线和第一数据编解码器，所述的第二无线终端部分包括第二天线和第二数据编解码器，所述第一无线终端部分和第二无线终端部分的无线通讯，分为数据发送和接收两种工作过程；其中：

数据发送过程是指：跳绳轨迹检测部分的处理器将跳绳本体的当前运动状态物理量和工作状态参数通过第一数据编解码器进行编码后输出给第一天线，并由第一天线无线发送给第二天线，然后经过第二数据编解码器进行解码处理，将处理后的数据传递给虚拟再现部分；

数据接收过程是指：虚拟再现部分将配对参数、轨迹检测所需参数通过第二数据编解码器后进行编码后输出给第二天线，并由第二天线无线发送给第一天线，然后经第一数据编解码器进行解码处理，将处理后的数据传递给跳绳轨迹检测部分的处理器。

更优选地，所述的工作状态参数，包括跳绳本体电池容量、无线连接状态的参数。

优选地，所述的电压转换部分将跳绳本体上的电池输出的电能电压换成跳绳轨迹检测部分和第一无线终端部分所需要的工作电压，是指：直接将电池的电压引入，然后转换成跳绳轨迹检测部分和第一无线终端部分所需要的电源电压。

优选地，所述的虚拟再现部分包括原始数据处理模块和视觉再现模块，其中：

所述原始数据处理模块，将第二无线终端部分接收的跳绳本体运动状态物理量的原始数据进行解算，得到当前跳绳本体的位置和姿态参数；

所述视觉再现模块，通过显示媒质，结合当前跳绳本体的位置和姿态参数，在屏幕上显示当前跳绳本体的当前的实际运行状态(位置和姿态)，完成虚拟现实的功能。

优选地，所述的跳绳轨迹检测部分、第一无线终端部分和电压转换部分嵌入到跳绳本体中，或者外挂在跳绳本体上。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明结构合理，操作简便，本发明可以第一时间虚拟再现当前跳绳的位置和姿态，对于使用者有很好的交互性和娱乐性，具有广泛推广意义。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一种实时虚拟再现跳绳结构示意图；

图中：1-跳绳本体，2-跳绳轨迹检测部分，3-第一无线终端部分，4-电压转换部分，5-第二无线终端部分，6-虚拟再现部分；

图2为本发明一实施例中跳绳轨迹检测部分和第一无线终端部分示意图，

图中：7-跳绳运动轨迹采集传感器；8-处理器；9-天线；10-数据编解码；

图3、4为本发明一实施例中的电压转换部分示意图；

图5为本发明一实施例中的跳绳加速度和俯仰、翻滚和偏摆等姿态检测电路的示意图；

图6为本发明一实施例中的跳绳角加速度检测电路的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例提供一种实时虚拟再现跳绳，包括跳绳本体1、跳绳轨迹检测部分2、第一无线终端部分3、电压转换部分4、第二无线终端部分5和虚拟再现部分6，其中：

所述跳绳本体1为一种绳索状体育健身器材，使用者在其环摆中做各种跳跃动作，以达到健身功能；所述跳绳本体1内设有电池；

所述电压转换部分4，用于将跳绳本体1上的电池输出的电能电压转换成跳绳轨迹检测部分2和第一无线终端部分3所需要的工作电压；

所述的跳绳轨迹检测部分2，用于对跳绳本体1运动过程中的当前运动轨迹进行物理量采集，并进行数字化处理后传输给第一无线终端部分3；

所述的第一无线终端部分3，用于与跳绳轨迹检测部分2互联，建立跳绳轨迹检测部分2和虚拟再现部分6的无线通讯；

所述的第二无线终端部分5，用于与虚拟再现部分6互联，建立虚拟再现部分6和跳绳轨迹检测部分2的无线通讯；

所述的虚拟再现部分6，用于将跳绳本体1的当前运动轨迹物理量的原始数据进行处理，实时转换成跳绳本体1的位置和姿态数据并通过显示终端再现。

如图1、2所示，所述跳绳轨迹检测部分2包括跳绳运动轨迹采集传感器7和处理器8，所述第一无线终端部分3包括天线9和数据编解码器10，所述第二无线终端部分5包括天线和数据编解码器；所述第一无线终端部分3和第二无线终端部分5的无线通讯，分为数据发送和接收两种工作过程；

数据发送的过程是：跳绳轨迹检测部分2中的跳绳运动轨迹采集传感器7将跳绳本体1的当前运动轨迹进行实时物理量采集并转换成处理器8可以采集的电信号后传递给处理器8，处理器8将跳绳运动轨迹采集传感器7传递的电信号进行数字信号处理(得到跳绳本体1的运动状态物理量)和，并结合当前工作状态传递给第一无线终端部分3的数据编解码器10，数据编解码器10进行编码后输出给第一无线终端部分3的天线9，由天线9无线发送给第二无线终端部分5的天线，然后经过第二无线终端部分5的数据编解码器进行解码处理，并将处理后的数据传递给虚拟再现部分6；

数据接收的过程是：虚拟再现部分6将配对参数、轨迹检测所需参数通过第二无线终端部分5的数据编解码器后进行编码后输出给第二无线终端部分5的天线，由第二天线无线发送给第一无线终端部分3的天线9，然后经过第一无线终端部分3的数据编解码器10进行解码处理，将处理后的数据传递给处理器8。

作为一个优选实施方式，所述的虚拟再现部分6包括原始数据处理和视觉再现模块，其中：

所述原始数据处理模块，将第二无线终端部分5传递的跳绳本体1运动状态物理量的原始数据进行解算，得到当前跳绳本体1的位置和姿态参数；

所述视觉再现模块，通过显示媒质，结合当前跳绳本体1的位置和姿态参数，在屏幕上显示当前跳绳本体1的实际运行状态，完成虚拟现实的功能。

如图3、4所示，作为一个优选实施方式，所述电压转换部分4将跳绳本体1上的电池输出的电能电压换成跳绳轨迹检测部分2和第一无线终端部分3所需要的工作电压；如图3所示可以使用直流开关电源，如图4所示也可以使用线性电源。

作为一个优选实施方式，所述跳绳轨迹检测部分2中的运动轨迹物理量加速度、俯仰、翻滚和偏摆等姿态信号可以采用如图5所示的传感器IC，使用FXOS8700CQ这款6轴传感器，可以测量X、Y、Z方向的加速度和地磁信号从而解算出跳绳本体1的加速度和姿态信息，并将数据传递给处理器8。

作为一个优选实施方式，所述跳绳轨迹检测部分2中的运动轨迹物理量角加速度信号可以采用如图6所示的传感器IC，使用FXAS21002C这款3轴陀螺仪传感器，可以测量X、Y、Z轴向的角加速度信号，并将数据传递给处理器8。

作为一个优选实施方式，所述第一无线终端部分3和跳绳轨迹检测部分2中的处理器8可以采用Freescale公司的集成2.4GHZ射频的32位处理器MC13224V来实现WIFI、蓝牙等无线数据交互。

作为一个优选实施方式，所述的跳绳轨迹检测部分2、第一无线终端部分3和电压转换部分4嵌入到跳绳本体1中或者外挂在跳绳本体1上。

本实施例所述一种实时虚拟再现跳绳，通过无线部分与显示终端进行数据交流，用户通过人机交互界面实时虚拟再现当前跳绳的位置和姿态，对于使用者有很好的交互性和娱乐性，具有广泛推广意义。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种实时虚拟再现跳绳，其特征在于，包括跳绳本体、跳绳轨迹检测部分、第一无线终端部分、电压转换部分、第二无线终端部分和虚拟再现部分，其中：

所述的跳绳本体内设有电池；

所述的电压转换部分，将跳绳本体上电池输出的电能电压换成跳绳轨迹检测部分和第一无线终端部分所需要的工作电压；

所述的跳绳轨迹检测部分，对跳绳本体运动过程中的当前运动轨迹进行物理量采集，并进行数字化处理后传输给第一无线终端部分；

所述的第一无线终端部分，与跳绳轨迹检测部分互联，建立跳绳轨迹检测部分和虚拟再现部分的无线通讯；

所述的第二无线终端部分，与虚拟再现部分互联，建立虚拟再现部分和跳绳轨迹检测部分的无线通讯；

所述的虚拟再现部分，通过第一无线终端部分、第二无线终端部分将跳绳本体的当前运动轨迹物理量的原始数据进行处理，实时转换成跳绳本体的位置和姿态数据并通过显示终端再现。

2.根据权利要求1所述的一种实时虚拟再现跳绳，其特征在于，所述的跳绳轨迹检测部分，包含跳绳运动轨迹采集传感器和处理器，其中：

所述跳绳运动轨迹采集传感器，将跳绳本体的当前运动轨迹实时进行物理量采集并转换成数字量后传递给处理器；

所述处理器，接收跳绳运动轨迹采集传感器传递的跳绳本体当前运动轨迹物理量并进行数字滤波、放大、轨迹模式识别的数字信号处理，并将处理结果即运动状态物理量传递给第一无线终端部分进行发送。

3.根据权利要求2所述的一种实时虚拟再现跳绳，其特征在于，所述的运动状态物理量包括跳绳本体的速度、加速度、角速度、角加速度、俯仰、翻滚和偏摆中一种或多种。

4.根据权利要求2所述的一种实时虚拟再现跳绳，其特征在于，所述的第一无线终端部分包括第一天线和第一数据编解码器，所述的第二无线终端部分包括第二天线和第二数据编解码器，所述第一无线终端部分和第二无线终端部分的无线通讯，分为数据发送和接收两种工作过程；其中：

数据发送过程是指：跳绳轨迹检测部分的处理器将跳绳本体的当前运动状态物理量和工作状态参数通过第一数据编解码器进行编码后输出给第一天线，并由第一天线无线发送给第二天线，然后经过第二数据编解码器进行解码处理，将处理后的数据传递给虚拟再现部分；

数据接收过程是指：虚拟再现部分将配对参数、轨迹检测所需参数通过第二数据编解码器后进行编码后输出给第二天线，并由第二天线无线发送给第一天线，然后经第一数据编解码器进行解码处理，将处理后的数据传递给跳绳轨迹检测部分的处理器。

5.根据权利要求4所述的一种实时虚拟再现跳绳，其特征在于，所述的工作状态参数，包括跳绳本体电池容量、无线连接状态的参数。

6.根据权利要求1所述的一种实时虚拟再现跳绳，其特征在于，所述的电压转换部分将跳绳本体上的电池输出的电能电压换成跳绳轨迹检测部分和第一无线终端部分所需要的工作电压，是指：直接将电池的电压引入，然后转换成跳绳轨迹检测部分和第一无线终端部分所需要的电源电压。

7.根据权利要求1所述的一种实时虚拟再现跳绳，其特征在于，所述的虚拟再现部分包括原始数据处理模块和视觉再现模块，其中：

所述原始数据处理模块，将第二无线终端部分接收的跳绳本体运动状态物理量的原始数据进行解算，得到当前跳绳本体的位置和姿态参数；

所述视觉再现模块，通过显示媒质，结合当前跳绳本体的位置和姿态参数，在屏幕上显示当前跳绳本体的实际运行位置和姿态，完成虚拟现实的功能。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种实时虚拟再现跳绳，其特征在于，所述的跳绳轨迹检测部分、第一无线终端部分和电压转换部分嵌入到跳绳本体中，或者外挂在跳绳本体上。