CN107050849B - 一种基于智能鞋垫的体感游戏系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于智能鞋垫的体感游戏系统，所述游戏系统至少包括有第一客户端、第二客户端、智能鞋垫、第一数据处理端、云端服务平台和第一显示装置；所述云端服务平台基于所述第二客户端调取的第一用户的病历数据完成至少一款游戏种类及游戏任务的匹配，并将匹配结果经由所述第一数据处理端发送至第一客户端；所述第一数据处理端基于第一用户经由第一客户端选择的游戏类别实现所述智能鞋垫中数据采集单元中对应传感器的开启，并将包含经由数据采集单元采集的所述第一用户基于第一显示装置显示的所选游戏的画面信息完成的动作信息以文字和/或图像的方式通过第一显示装置展示给所述第一用户。

Description

一种基于智能鞋垫的体感游戏系统

技术领域

本发明涉及一种游戏体统，尤其涉及一种基于智能鞋垫的体感游戏系统。

背景技术

随着社会发展和科技进步，当代人生活水平和质量在10年间得到了飞跃性地提高；而智能设备的普及，带给人们的不仅仅是便捷的生活方式和高效的工作效率，伴随产生的身体健康问题比以往更值得我们关注。

科学合理的运动可以增强人体免疫力、抵抗流行疾病，并且对中老年人有降低中风、痴呆、骨质疏松等老年病的患病几率。对于中青年群体来说，常常因为工作繁重而没有时间去专门的运动场所进行健身，身体健康早早地亮起红灯，生活质量得到显著下降。

体感游戏是一种通过肢体运动变化来进行操作的新型电子游戏，相较于传统电子游戏，操作者需要通过指定或符合条件的动作对游戏进行操作。体感游戏抛弃了传统以物理按键进行输入的游戏方式，让操作者保持较频繁的肢体运动，从而达到了娱乐与健身一体的作用。

传统体感游戏需要配备专门的传感器设备，一套传感器设备仅能用于娱乐且价格不菲，同时对场地有一定的要求，常常要求用户至少有5平方米的空间，而且因为技术限制，设备必须要连接电视或显示器等视频输出设备，从而失去了便携性。

基于智能鞋垫的体感游戏则改变了传统体感游戏的局限性，其配备的传感器本身也有监测使用者身体健康和记录运动情况的作用；因为穿戴在用户鞋内，所以进行游戏时没有特定的空间要求，即使是坐在椅上或躺在床上，依然可以通过抬落下肢进行游戏操控；基于智能鞋垫的游戏可以通过移动端进行数据推送，所以任何地点只要开启手机连接鞋垫，即可开始游戏，从而达到了便携的作用。

针对特定疾病群体，如肢体不便需要进行恢复性训练的患者，可以帮助进行身体机能恢复训练。同时相关研究表明，幼儿在进行游戏时，可以提升手眼协调能力、提升视觉和听觉感知，并对自我控制能力有一定的辅导作用。

体感游戏是视觉与本体感觉和动作控制的集合，伴随着虚拟现实技术的迅猛发展，正逐步走入市场。为了达到视觉、运动相结合的目的，采用加速度传感器与VGA显示器相结合的方法，通过戴有速度手套的手的运动来完成对游戏界面中的滑块控制，接住随机下落的方块而获得分数。最后进行了板级测试，实现了开机界面、模式切换、难度调节、计分、游戏暂停与重新开始等功能。通过验证，游戏获得了较好的互动性、参与感与沉浸感。

计算机游戏领域已经到了一个同质化相当严重的时代。机械性的重复相同的动作致使玩家的兴趣越来越低。而现在游戏产业迎来了一个转折点，开始向交互性、置入感等方向发展。而良好的沉浸感要求游戏必须在互动性上有创新。过去，游戏大部分是通过键盘与鼠标来完成控制的，但随着传感器技术、微机视觉的进步，使得利用自己的行动来对机器发出指令的愿望得以实现。这种人机互动模式以更为自然性、直观性的运动、语音等摸式代替电脑的键盘和鼠标等外设。

现在已经有了很多创新成果，如三维摄像机、传感器球拍、数据手套等。一些公司也推出了各种平台，如日本任天堂公司的Wii、微软的Kinect、华硕的Xtion等。这些设备一般较为昂贵，本文设计目的是低成本来完成人机交互，借助现代家庭较为普及的电视机、平板或电脑的显示器，实现体感游戏的设计，提高游戏的沉浸感与趣味性。

专利号为CN102974100A，专利名称为一种可用于体感游戏的游戏系统，该专利盲目的追求比较小的游戏体验，却付出了很大的人力和物理，电路设计比较复杂，实际的体感并不是十分成功，成本比较高，不适宜推广使用。专利号为CN102671382A，专利名称为一种体感游戏装置，该专利仍然使用以往电脑游戏的游戏手柄，体感性能不强，同时电路设计过于简单，并不能充分的体现体感游戏的性能和优点。综上所述，如何设计一款成本低、性能好且具有多功能用途的体感游戏系统已成为目前需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供了一种基于智能鞋垫的体感游戏系统，所述游戏系统至少包括有第一客户端、第二客户端、智能鞋垫、第一数据处理端、云端服务平台和第一显示装置；所述云端服务平台基于所述第二客户端调取的第一用户的病历数据完成至少一款游戏种类及游戏任务的匹配，并将匹配结果经由所述第一数据处理端发送至第一客户端；所述第一数据处理端基于第一用户经由第一客户端选择的游戏类别实现所述智能鞋垫中数据采集单元中对应传感器的开启，并将包含经由数据采集单元采集的所述第一用户基于第一显示装置显示的所选游戏的画面信息完成的动作信息以文字和/或图像的方式通过第一显示装置展示给所述第一用户。

进一步地，所述游戏种类的匹配为基于所述第一用户的病历信息完成，有助有通过游戏的过程使所述第一用户在轻松愉快的环境下完成身体患病部位肌体的恢复训练。同时，所示游戏任务的匹配过程也是基于所述第一用户的病历信息完成，有助于根据所述第一用户的实时病情匹配恰当的锻炼任务，实现智能化的恢复计划制定。所述第一数据处理端基于第一用户经由第一客户端选择的游戏类别实现所述智能鞋垫中数据采集单元中对应传感器的开启，避免了所示第一用户在使用鞋垫过程中所述数据采集单元中各个传感器一直开启的状况，从而节约了用电量，降低了用户对鞋垫的充电频率，增加了鞋垫使用的友好度。同时，经由数据采集单元采集的所述第一用户基于第一显示装置显示的所选游戏的画面信息完成的动作信息以文字和/或图像的方式通过第一显示装置展示给所述第一用户，有助于第一用户实时了解自身的运动状态，并及时根据图像纠正错误的游戏动作，从而进一步提高用户病情恢复速度。

根据一个优选的实施方式，所述第一数据处理端控制第一客户端通过语音或文字的形式采集所示第一用户在游戏过程中的体感信息，并将在所述第一用户进行所述游戏过程中包含的动作信息数据、体感信息数据以文字和/或图像的方式发送至云端服务平台；所述第一数据处理端将上传的在所述第一用户进行所述游戏过程中的动作信息数据、体感信息数据作为所述第一用户的恢复信息发送至所述第二客户端完成所述第一用户的病历信息更新，同时，所述云端服务平台基于更新的病历信息完成至少一款游戏种类及游戏任务的再匹配，并将游戏匹配结果发送至所述第一数据处理端完成所述第一用户的训练计划更新。

进一步地，所述第一数据处理端将上传的在所述第一用户进行所述游戏过程中的动作信息数据、体感信息数据作为所述第一用户的恢复信息发送至所述第二客户端完成所述第一用户的病历信息更新，从而保证了所述第一用户的病历更新速度，有助于医生或病人及时制定新的康复计划。同时，所述云端服务平台基于更新的病历信息完成至少一款游戏种类及游戏任务的再匹配，保证了所述第一用户的训练计划更新的实时性与智能性，有助有用户在缺乏医师的指导情况下及时的更新训练任务，保障病情恢复的及时性。

根据一个优选的实施方式，所述第二客户端基于第一客户端采集的第一用户的个人身份信息完成身份验证，并基于对所述第一用户的验证结果完成用户包含所述第一用户入院信息、治疗信息和恢复信息的病历数据的调取。进一步地，对所述第一用户病历信息的验证过程有助有实现对所述第一用户的隐私保密。

根据一个优选的实施方式，所述第一用户的病历数据为所述第二客户端经由至少一个第二用户采集完成，所述病历数据至少包括入院信息、治疗信息和恢复信息，所述入院信息包括用户个人信息数据、入院时间、接收科室、病情自述以及入院检查数据；所述治疗信息包括药物治疗数据、手术治疗数据、辅助治疗数据；所述恢复信息包括生理特征监测数据、用户和/或医生的感触数据。

根据一个优选的实施方式，所述的匹配结果对应的游戏种类为所述云端服务平台基于预设匹配方案和用户病历数据中病变部位选取；所述的匹配结果对应的游戏任务为所述云端服务平台基于预设匹配方案和用户病历数据中恢复数据选取。

根据一个优选的实施方式，所述动作信息数据包括动作完成质量信息和动作数量完成信息；所述体感信息数据包括疲劳信息和疼痛信息，所述疲劳信息包括疲劳部位与疲劳度，所述疼痛信息包括疼痛部位和疼痛度。

根据一个优选的实施方式，所述身份验证为所述第二客户端基于第一客户端采集的所述第一用户的声音信息、头像信息和/或密钥信息完成的所述第一用户个人身份验证。

根据一个优选的实施方式，所述数据采集单元将包含压力信息、湿度信息、温度信息、心率信息、加速度信息和位置信息中的一种或多种信息作为一级数据发送至单片机处理单元；所述单片机处理单元将按不同通道接收的一级数据进行分类储存，并将类别信息作为标记信息链接至一级数据中各个传感器对应的传感数据记录之上，并储存于数据缓存单元。

根据一个优选的实施方式，所述数据采集单元中压力传感器与放大电路相连，湿度传感器与放大电路相连，温度传感器与放大电路相连，心率传感器与放大电路相连，加速度传感器与放大电路相连，位置传感器与放大电路相连；所述放大电路将完成放大的包含压力信息数据、湿度信息数据、温度信息数据、心率信息数据、加速度信息数据和位置信息数据经A/D转换电路发送至单片机处理单元进行一级数据的初步处理。

根据一个优选的实施方式，所述压力传感器为半导体压电电阻传感器、静电容量型压力传感器和扩散硅压力变送器中的一种或多种；所述湿度传感器为电阻式氯化锂湿度计、露点式氯化锂湿度计、碳湿敏式湿度计、氧化铝湿度计和陶瓷湿度传感器中的一种或多种；所述温度传感器为接触式或非接触式温度计传感器；所述心率传感器为红外脉搏传感器、心率脉搏传感器、光电脉搏传感器、数字脉搏传感器、心音脉搏传感器和集成化脉搏传感器中的一种或多种；所述加速度传感器为电容式加速度传感器、电感式加速度传感器、应变式加速度传感器、压阻式加速度传感器和压电式加速度传感器中的一种或多种。

附图说明

图1是本发明的游戏系统功能模块示意图；

图2是本发明的游戏系统中智能鞋垫各功能模块示意图；

图3是本发明的智能鞋垫数据采集单元模块示意图；和

图4是本发明的智能鞋垫的一个数据的采集和处理流程示意图。

附图标记列表

1：第一客户端 2：第二客户端 3：智能鞋垫

4：第一数据处理端 5：第二数据处理端 6：云端服务平台

7：第一显示装置 8：第二显示装置 9：数据采集单元

10：单片机处理单 11：数据反馈单 12：数据缓存单元

13：数据传输单 14：电源模块 9a：压力传感器

9b：湿度传感器 9c：温度传感器 9d：心率传感器

9e：加速度传感器 9f：位置传感器 9g：放大电路

9h：A/D转换电路

具体实施方式

下面结合附图和实施例进行详细说明。

本发明涉及一种基于智能鞋垫的体感游戏系统，所述体感游戏系统至少包括有：客户端、智能鞋垫、数据处理端、云端服务平台和显示装置。所述客户端用于实现用户登录、用户信息录入以及对游戏系统的控制，所述客户端可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等移动设备。所述智能鞋垫包含有供电单元、传感单元、数据传输单元、数据反馈单元。所述智能鞋垫用于采集用户足部动作信息和/或生理信息，并将采集的数据信息发送至数据处理端进行数据处理。所述数据处理端可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、服务器等数据处理设备。所述客户端与所述数据处理端可以是同一设备也可以为不同设备。所述显示装置用于显示用户所选游戏界面以及经由数据处理端发送的由智能鞋底采集的与用户相关的足部动作信息和/或生理信息。所述数据处理端还可以将处理后的与用户相关的动作信息数据和/或生理信息数据发送至远端服务平台，经由云端服务平台实现与其它数据处理端的信息交互。

所述游戏系统基于鞋垫实现对用户的运动模式识别。通过预先设定的动作识别可以替代传统输入设备对游戏进行操控。当用户在客户端打开游戏时，客户端会与鞋垫进行配对，同时根据用户所选游戏发送模式识别更改指令到鞋垫，从而进行动作识别。例如一些游戏需要用户进行伸展脚或跺脚等一种或多种动作，还有一些游戏需要用户动作满足一定幅度或力度，通过不同的指令使得鞋垫收集并传输指定的动作数据。数据处理端接收智能鞋垫采集的数据进行处理，并传输数据至显示装置。用户根据显示内容做出动作指令，用户的动作信息经由智能鞋垫采集，并将采集的动作信息发送至数据处理端。所述数据处理端对接收的动作数据进行识别，符合设定动作的指令会被数据处理端记录。数据处理端根据动作指令输入情况进行更新数据并传输至显示装置。

数据处理端除了接收传输数据以外，还可以帮助用户进行上传和下载游戏数据，如用户临时有事需要暂停游戏，数据处理端可以记录现有游戏进度并上传至云端服务平台，当用户需要继续进行游戏时，可以从云端下载档案数据。云端服务平台负责存储和下传移动端传送的数据，当用户之间需要进行互动时，例如游戏pk和游戏数据共享等，也可以进行数据的互通。

除了所述智能鞋垫外，用户还可以使用其他智能穿戴设备，并将添加的智能穿戴设备与数据处理端相连。所述添加的智能穿戴设备可以是智能手环、智能手表或设计用于游戏的传感装置同时使用，从而增强操控能力，如手环记录胳膊的甩动，手表记录用户的声音，并将这些数据以一定模式分类并输出给数据处理端，如记录胳膊甩动幅度，声音大小等。传感装置包括声音、温度、亮度等其中的一种或多种。所述添加的智能穿戴设备可以具有独立的数据处理能力，即可以对数据进行处理，将数据对应的游戏操控指令直接发送至移动端。所述添加的智能穿戴设备也可以只具有数据收集传输能力，即将收集到的数据传送至所述数据处理端，所述数据处理端进行数据处理。

图1示出了本发明的游戏系统的一种优选的结构示意图。所述游戏系统包含有客户端、智能鞋垫3、数据处理端、显示装置和云端服务平台6。所述游戏系统的至少设有两个客户端，分别为第一客户端1和第二客户端2。所述游戏系统至少设有两个数据处理端，分别为第一数据处理端4和第二数据处理端5。所述游戏系统的显示装置至少设有两个显示装置，分别为第一显示装置7和第二显示装置8。

所述第一客户端1分别与所述智能鞋垫3和第一数据处理端4相连。所述第一客户端1通过控制所述智能鞋底3的电源模块14实现所述智能鞋垫3的开关控制。所示第一客户端1通过连接所述第一数据处理端4实现用户个人账户的登录、用户信息录入以及对游戏系统的控制。所述用户信息录入包括用户性别、年龄、身高、病史等个人信息。用户可基于个人爱好和/或生理状况选择不同种类游戏实现个人运动目的。

所述智能鞋垫3还与所述第一数据处理端4相连，所述智能鞋垫3将采集的用户生理信息数据和/或动作信息数据发送至第一数据处理端4。同时，所述智能鞋垫3还可以接收第一数据处理端4的反馈信息，实现例如鞋垫震动等信息反馈。

所述第一数据处理端4还与云端服务平台6和第一显示装置7相连。所述第一显示装置4将游戏界面信息以及由第一数据处理端4处理后的用户动作信息展示给用户。同时，所述第一显示装置7还可以将所述智能鞋垫3事实采集的用户生理状态信息展示给用户，以便用户在游戏过程理解自身生理状况信息，从而适宜的安排游戏时间或切换不同的游戏种类或模式。所述第一数据处理端4还可以将经由第一客户端1和智能鞋垫采集的个人生理信息数据以及通过智能鞋垫3采集的实时生理状态数据发送至云端服务平台6，同时所述第一数据处理端还可以将用户完成的动作图像信息或统计数据信息传输至云端服务平台6，以便实现与其他用户进行数据交互。

所述第二数据处理端5分别与第二客户端2、云端服务平台6和第二显示装置8相连。所述第二数据处理端5可实现与云端服务平台6的数据交互。例如，下载经由第一数据处理端4上传的与第一用户有关的各类数据，同时也可以实现对第二用户经由第二客户端2录入和/或设置的相关数据进行上传。所述第二显示装置8可用于实现对第一用户相关的图像信息或统计信息进行显示，也可用于显示第二用户通过所述第二客户端2录入的图像数据或文字信息数据进行显示。

根据一个优选的实施方式，所述基于鞋垫的智能体感游戏系统可用于实现多用户的联网游戏。即是，与云端服务平台6相连的第一客户端1、智能鞋垫3、第一数据处理端4和第一显示装置7可以是一套、两套或多套，其中每一套设备至少可以用于一个用户进行游戏或身体机能训练等，各套设备通过所述云端服务平台6实现包括视频图像数据、动作统计数据和动作得分数据等数据的交互，从而实现多用户间的联网游戏。

根据一个优选的实施方式，与云端服务平台6相连的第二客户端2、第二数据处理端5和第二显示装置8可以是一套、两套或多套，其中每一套设备对应至少一个用户，各套设备通过所述云端服务平台6实现包括视频图像数据、动作统计数据和动作得分数据等数据的交互，从而实现多用户间的联网游戏。

图2示出了本发明智能鞋垫3中各功能模块连接关系。如图所示，本发明智能鞋垫的功能模块包括位于鞋垫上的电源模块14、数据采集单元9、单片机处理单元10、数据反馈单元11、数据缓存单元12和数据传输单元13。所述反馈单元11包括震动模块11a和扬声模块11b。

所述电源模块14和单片机处理单元10相连，用于实现为位于鞋垫上各功能模块供电。所述数据采集单元9与单片机处理单元10相连。所述数据采集单元9包括压力传感器9a、湿度传感器9b、温度传感器9c、心率传感器9d、加速度传感器9e、位置传感器9f、放大电路9g、A/D转换电路9h。所述数据采集单元9用于实现包含压力数据、湿度数据、温度数据、心率数据、加速度数据和相对位置数据的一级数据的数据采集。所述位置传感器9f用于完成所述智能鞋垫与参照物直接的相对位置测量，例如，所述鞋垫3相对于地面的位置信息，或相对于某一障碍物的位置信息。从而通过鞋垫3与不同参照物的位置变化信息实现鞋垫运动信息或人体足部动作信息的捕捉与采集。

所述单片机处理单元10用于实现对采集的一级数据进行包括分类、储存的初步处理，并形成二级数据。所述单片机处理单元10将按不同通道接收的一级数据进行分类储存，并将类别信息作为标记信息链接至一级数据中各个传感器对应的传感数据记录之上，并将包含各个传感器对应的传感数据记录以及链接至一级数据中各个传感器对应的传感数据记录之上的标记信息作为二级数据。

所述单片处理单元10与数据缓存单元12相连，用于实现与单片处理单元10相关的数据的储存。所述单片机处理单元10还与位于鞋垫上的数据反馈单元11相连。通过反馈单元中11的震动模块11a和扬声模块11b实现反馈数据的报警或提示功能。

所述单片机处理单元10经数据传输单元13与第一数据处理端4相连，用以实现将二级数据以有线和/或无线的方式传输至第一数据处理端4，并用于接收由第一数据处理端4传输至数据单片机处理单元10的反馈信息或数据。所述第一数据处理端4可以用第一显示装置7实现二级数据的展示，用户可以通过第一显示装置7查看数据采集单元9采集的各种传感数据以及单片机处理单元10对一级数据进行处理后的数据信息。同时用户可以通过第一显示装置7查看第二用户经云端服务平台6传输的反馈数据。

根据一个优选的实施方式，所述智能鞋垫3所包含的各功能模块还可以设置于一种智能鞋之上，通过智能鞋实现所述智能鞋垫3的各种功能

图3示出了数据采集单元9与单片机处理单元10的连接关系。其中，压力传感器9a与放大电路9g相连，用于实现鞋垫对压力信息的采集，并完成信号的放大。所述压力传感器9a可以是半导体压电电阻传感器、静电容量型压力传感器和扩散硅压力变送器。湿度传感器9b与放大电路9g相连，用于实现鞋垫对湿度信息的采集，并完成信号的放大。所述湿度传感器可以是电阻式氯化锂湿度计、露点式氯化锂湿度计、碳湿敏式湿度计、氧化铝湿度计和陶瓷湿度传感器中的一种或多种。温度传感器9c与放大电路9g相连，用于实现鞋垫对温度信息的采集，并完成信号的放大。所述温度传感器9c可以是接触式或非接触式温度计，例如包括压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶式温度计的接触式温度传感器。心率传感器9d与放大电路9g相连，用于实现鞋垫对用户心率信息的采集，并完成信号的放大。所述心率传感器9d可以是红外脉搏传感器、心率脉搏传感器、光电脉搏传感器、数字脉搏传感器、心音脉搏传感器和集成化脉搏传感器中的一种或多种。加速度传感器9e与放大电路9g相连，用于实现鞋垫对用户足部加速度信息的采集，并完成信号的放大。所述加速度传感器9e可以是电容式、电感式、应变式、压阻式和压电式中的一种或多种。所述放大电路9g将完成放大的包含压力信息数据、湿度信息数据、温度信息数据、心率信息数据、汗液信息数据以及加速度信息数据经A/D转换电路发送至单片机处理单元10进行一级数据的初步处理。

实施例1

以本发明所述的基于智能鞋垫的体感游戏系统实现病人的康复训练为例。所述云端服务平台6基于所述第二客户端2调取的第一用户的病历数据完成至少一款游戏种类及游戏任务的匹配，并将匹配结果经由所述第一数据处理端4发送至第一客户端1。所述第二客户端2基于第一客户端1采集的第一用户的个人身份信息完成身份验证。所述身份验证为所述第二客户端2基于第一客户端1采集的所述第一用户的声音信息、头像信息和/或密钥信息完成的所述第一用户个人身份验证。所述声音信息可以包括音色、音调和响度信息。所述头像信息可以包括头部轮廓信息和/或面部轮廓信息。所述密钥信息可以为数字、字母等各种文字的组合信息。

所述第二客户端2基于对所述第一用户的验证结果完成用户包含所述第一用户入院信息、治疗信息和恢复信息的病历数据的调取。所述第一用户的病历数据为所述第二客户端2经由至少一个第二用户采集完成，所述病历数据至少包括入院信息、治疗信息和恢复信息。所述入院信息包括用户个人信息数据、入院时间、接收科室、病情自述以及入院检查数据；所述治疗信息包括药物治疗数据、手术治疗数据、辅助治疗数据。所述恢复信息包括生理特征监测数据、用户和/或医生的感触数据。所述第二用户可以是护士和医生等人员。

所述的匹配结果对应的游戏种类为所述云端服务平台6基于预设匹配方案和用户病历数据中病变部位选取。所述游戏种类可以包括锻炼人体下肢不同骨骼或肌体运动的游戏。例如基于下肢骨不同的分类，实现针对下肢带骨运动的游戏种类选择，或者实现针对股骨、髌骨、胫骨、腓骨、跗骨、跖骨和趾骨运动的游戏种类选择。所述游戏的游戏动作可以前抬腿、后抬腿、外抬腿和内抬腿等，通过各种游戏动作辅助第一用户针对患病部位的运动，从而辅助治疗。同时，所述游戏的游戏动作也可以为医生基于所述第一用户的病情设计的辅助恢复动作。

所述的匹配结果对应的游戏任务为所述云端服务平台6基于预设匹配方案和用户病历数据中恢复数据选取。所述预设匹配方案为医生或恢复治疗师基于病人不同恢复阶段设置的恢复任务方案。

所述第一数据处理端4基于第一用户经由第一客户端1选择的游戏类别实现所述智能鞋垫3中数据采集单元9中对应传感器的开启，并将包含经由数据采集单元9采集的所述第一用户基于第一显示装置7显示的所选游戏的画面信息完成的动作信息以文字和/或图像的方式通过第一显示装置7展示给所述第一用户。所述第一用户可基于现实的自身游戏图像信息和标准游戏动作的图像信息的差异调整个人游戏动作，从而更好的完成游戏任务，更好的提升个人恢复效果。

所述第一数据处理端4控制第一客户端1通过语音或文字的形式采集所示第一用户在游戏过程中的体感信息，并将在所述第一用户进行所述游戏过程中包含的动作信息数据、体感信息数据以文字和/或图像的方式发送至云端服务平台6。所述动作信息数据包括动作完成质量信息和动作数量完成信息。所述质量信息即是经所述智能鞋垫3采集第一用户完成游戏动作的达标情况，包括达标动作数和不达标动作数，以及达标率，所述达标率即是达标数占总任务数的比例。所述动作数量完成信息即是第一用户实际完成游戏动作数目(包括达标动作数和不达标动作数)，以及完成游戏动作数占总任务数的比率。

所述体感信息数据包括疲劳信息和疼痛信息，所述疲劳信息包括疲劳部位与疲劳度。例如，所述疲劳度可以分为在完成游戏动作过程中：无疲劳感觉，可以轻松完成游戏任务；轻微疲劳，即是完成游戏动作略微吃力；中度疲劳，即是完成游戏动作较累；重度疲劳，即是许花费全身力气完成游戏动作；严重疲劳，即是花费全身力气也无法完成整个游戏动作。所述疼痛信息包括疼痛部位和疼痛度。例如，所述疼痛度可以分为0度，不痛。I度，轻度痛，为间歇痛，可不用药。II度，中度痛，为持续痛，影响休息，需用止痛药。III度，重度痛，为持续痛，不用药不能缓解疼痛。IV度，严重痛，为持续剧痛伴血压、脉搏变化。

所述第一数据处理端4将上传的在所述第一用户进行所述游戏过程中的动作信息数据、体感信息数据作为所述第一用户的恢复信息发送至所述第二客户端2完成所述第一用户的病历信息更新，同时，所述云端服务平台6基于更新的病历信息完成至少一款游戏种类及游戏任务的再匹配，并将游戏匹配结果发送至所述第一数据处理端4完成所述第一用户的训练计划更新。

实施例2

以加速度传感器Z轴方向为例，图4示出了Z轴方向上的跳跃运动数据的采集和处理流程。加速度传感器9e所测量的加速度包括加速度的方向和加速度的大小。其中加速度方向包括X轴、Y轴和Z轴，其中X轴和Y轴处于类似于鞋垫的平面内，X轴和Y轴构成的平面根据所述智能鞋垫3处于的鞋体自适应的调整为平行于鞋体底面的平面，Z轴为垂直于X轴和Y轴构成的平面。

以Z轴方向上的跳跃动作数据采集和处理为例。所述加速度传感器9e采集鞋垫Z轴方向的加速度，并将所采集的加速度数值经放大电路9g和A/D转换电路9h发送至单片机处理模块10完成Z轴加速度数据输入。所述单片机基于预设的阈值和采集的加速度数据完成阈值判断。当鞋垫产生的加速度数据大于预设的跳跃阈值，则认为用户可能进行了跳跃运动。所述单片机处理模块10对超过阈值的加速度数据完成滤波和积分处理，从而完成加速度数据的初步处理。

所述单片机处理模块10在对加速度数据完成初步处理后，还会进行数据二次处理，即是，在确认加速度数据超过预设的跳跃阈值后一定的时间段内完成所述智能鞋垫3的失重判断，如果数据表明所述智能鞋垫3的失重时间属于正常范围，则确定所述智能鞋垫3完成了一次跳跃动作。

所述单片机处理模块10基于加速度数据初步处理的结果完成跳跃强度分析和/或分类，并根据跳跃强度实现在游戏界面内完成不同跳跃强度的反馈，从而完成了动作指令的成功输出。

若所述智能鞋垫的失重时间处于正常范围之外，则单片机处理模块10完成系统复位，结束对应加速度数据向动作数据的转换，从而对应的加速度转换为游戏动作的指令输出失败。当前游戏动作的指令输出成功或失败后，单片机处理模块10继续进行一轮加速度向动作数据的处理流程。

根据一个优选的实施方式，所述单片机处理模块10还可以基于加速度传感器9e采集的其它方向的加速度数据信息以及预设的数据处理方案完成其它动作的处理。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种基于智能鞋垫的体感游戏系统，其特征在于，所述游戏系统至少包括有第一客户端(1)、第二客户端(2)、智能鞋垫(3)、第一数据处理端(4)、云端服务平台(6)和第一显示装置(7)；

所述云端服务平台(6)基于所述第二客户端(2)调取的第一用户的病历数据完成至少一款游戏种类及游戏任务的匹配，并将匹配结果经由所述第一数据处理端(4)发送至第一客户端(1)；

所述第一数据处理端(4)基于第一用户经由第一客户端(1)选择的游戏类别实现所述智能鞋垫(3)中数据采集单元(9)中对应传感器的开启，并将包含经由数据采集单元(9)采集的所述第一用户基于第一显示装置(7)显示的所选游戏的画面信息完成的动作信息以文字和/或图像的方式通过第一显示装置(7)展示给所述第一用户；

所述第一数据处理端(4)控制第一客户端(1)通过语音或文字的形式采集所示第一用户在游戏过程中的体感信息，并将在所述第一用户进行所述游戏过程中包含的动作信息数据、体感信息数据以文字和/或图像的方式发送至云端服务平台(6)；

所述动作信息数据包括动作完成质量信息和动作数量完成信息；

所述第一数据处理端(4)将上传的在所述第一用户进行所述游戏过程中的动作信息数据、体感信息数据作为所述第一用户的恢复信息发送至所述第二客户端(2)完成所述第一用户的病历信息更新，同时，所述云端服务平台(6)基于更新的病历信息完成至少一款游戏种类及游戏任务的再匹配，并将游戏匹配结果发送至所述第一数据处理端(4)完成所述第一用户的训练计划更新。

2.如权利要求1所述的体感游戏系统，其特征在于，所述第二客户端(2)基于第一客户端(1)采集的第一用户的个人身份信息完成身份验证，并基于对所述第一用户的验证结果完成用户包含所述第一用户入院信息、治疗信息和恢复信息的病历数据的调取。

3.如权利要求2所述的体感游戏系统，其特征在于，所述第一用户的病历数据为所述第二客户端(2)经由至少一个第二用户采集完成，所述病历数据至少包括入院信息、治疗信息和恢复信息，所述入院信息包括用户个人信息数据、入院时间、接收科室、病情自述以及入院检查数据；

所述治疗信息包括药物治疗数据、手术治疗数据、辅助治疗数据；

所述恢复信息包括生理特征监测数据、用户和/或医生的感触数据。

4.如权利要求3所述的体感游戏系统，其特征在于，所述的匹配结果对应的游戏种类为所述云端服务平台(6)基于预设匹配方案和用户病历数据中病变部位选取；

所述的匹配结果对应的游戏任务为所述云端服务平台(6)基于预设匹配方案和用户病历数据中恢复数据选取。

5.如权利要求4所述的体感游戏系统，其特征在于，所述动作信息数据包括动作完成质量信息和动作数量完成信息；

所述体感信息数据包括疲劳信息和疼痛信息，所述疲劳信息包括疲劳部位与疲劳度，所述疼痛信息包括疼痛部位和疼痛度。

6.如权利要求5所述的体感游戏系统，其特征在于，所述身份验证为所述第二客户端(2)基于第一客户端(1)采集的所述第一用户的声音信息、头像信息和/或密钥信息完成的所述第一用户个人身份验证。

7.如权利要求6所述的体感游戏系统，其特征在于，所述数据采集单元(9)将包含压力信息、湿度信息、温度信息、心率信息、加速度信息和位置信息中的一种或多种信息作为一级数据发送至单片机处理单元(10)；

所述单片机处理单元(10)将按不同通道接收的一级数据进行分类储存，并将类别信息作为标记信息链接至一级数据中各个传感器对应的传感数据记录之上，并储存于数据缓存单元(12)。

8.如权利要求7所述的体感游戏系统，其特征在于，所述数据采集单元(9)中压力传感器(9a)与放大电路(9g)相连，湿度传感器(9b)与放大电路(9g)相连，温度传感器(9c)与放大电路(9g)相连，心率传感器(9d)与放大电路(9g)相连，加速度传感器(9e)与放大电路(9g)相连，位置传感器(9f)与放大电路(9g)相连；

所述放大电路(9g)将完成放大的包含压力信息数据、湿度信息数据、温度信息数据、心率信息数据、加速度信息数据和位置信息数据经A/D转换电路(9h)发送至单片机处理单元(10)进行一级数据的初步处理。

9.如权利要求8所述的体感游戏系统，其特征在于，所述压力传感器(9a)为半导体压电电阻传感器、静电容量型压力传感器和扩散硅压力变送器中的一种或多种；

所述湿度传感器(9b)为电阻式氯化锂湿度计、露点式氯化锂湿度计、碳湿敏式湿度计、氧化铝湿度计和陶瓷湿度传感器中的一种或多种；

所述温度传感器(9c)为接触式或非接触式温度计传感器；

所述心率传感器(9d)为红外脉搏传感器、心率脉搏传感器、光电脉搏传感器、数字脉搏传感器、心音脉搏传感器和集成化脉搏传感器中的一种或多种；

所述加速度传感器(9e)为电容式加速度传感器、电感式加速度传感器、应变式加速度传感器、压阻式加速度传感器和压电式加速度传感器中的一种或多种。

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