CN108379809A - 基于ar的滑雪场虚拟轨迹引导和训练控制方法 - Google Patents

基于ar的滑雪场虚拟轨迹引导和训练控制方法 Download PDF

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Abstract

基于AR的滑雪场虚拟轨迹引导和训练控制方法根据不同的难度系数和训练目标划分多条虚拟滑行轨道并在多条滑行轨道上面进行标注，佩戴者根据虚拟滑雪教练推荐的难度系数选择不同的滑行轨道或者自主选择特定训练目标的滑行轨道。移动终端通过AR眼镜对佩戴者所选滑行轨道中的标注进行高亮显示，对周围其它滑行轨道中的标注进行低亮度显示，当佩戴者的滑行轨迹偏离预设的滑行轨道时，通过振动和AR眼镜中的颜色变化对佩戴者进行提醒和引导，以此及时反馈，加强训练效果，在多个预设滑行轨道内的滑雪者可以有效避免盲区相撞，避免大小回转互相穿插线路，增加滑雪的安全性。

Description

基于AR的滑雪场虚拟轨迹引导和训练控制方法
技术领域
本发明涉及滑雪安全培训领域，具体涉及一种基于AR的滑雪场虚拟轨迹引导和训练控制方法。
背景技术
在大部分的时候，滑雪者之间冲撞产生的伤害远远大于滑雪者摔跤时的损伤，并且有可能产生任何形式的伤害，除了掌握正确的摔跤姿势以外，更重要的是如何避免与他人相撞。
现有技术中的仿真滑雪游戏，虽然在一定程度上能帮助人们在完全虚拟的环境中体验滑雪运动的乐趣，但是，现有的仿真游戏站台远远无法满足滑雪过程中动作多样性的变化，如发明“仿真滑雪游戏机的操作平台”只能实现简单的动作操作，虚拟滑雪环境中的场景搭建也不够细腻，人们很难体会到现实滑雪过程中的速度感和肢体动作的协调感，大大降低了用户的体验。
基于体感技术的室内滑雪训练项目逐渐落地和普及，利用计算机进行虚拟滑雪运动，可以在不受任何天气和季节等自然条件因素的限制和影响。如发明“一种基于计算机的虚拟滑雪实现方法及系统”，在用户的身上设置多个跟踪点，并分别采集跟踪点的位置数据，以此获得人身体和左右手的位置数据，并对人左右手的滑雪动作进行捕捉和显示。通过这种方式对于初学的滑雪者可以进行简单的滑雪动作训练、记录及指导，只能满足简单的需求，这种虚拟滑雪体验无法满足真正的滑雪需求。
现有的技术中并没有在真实的滑雪场地情景中进行动作指导的虚拟滑雪教练，现有的技术中并没有根据滑雪者的水平进行不同程度的滑行指导、虚拟滑行轨道推荐系统。
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明要解决的一个技术问题是：在滑雪场，根据不同的难度系数和训练目标划分多条虚拟滑行轨道并在多条滑行轨道上面进行标注，佩戴者根据虚拟滑雪教练推荐的难度系数选择不同的滑行轨道或者自主选择特定训练目标的滑行轨道。在多个预设滑行轨道内的滑雪者可以有效避免盲区相撞，避免大小回转互相穿插线路，增加滑雪的安全性。
本发明要解决的另一个技术问题是：当佩戴者的滑行轨迹偏离预设的滑行轨道时，通过振动和AR眼镜中的颜色变化进行提醒和引导，以此及时反馈，加强训练效果。
本发明是通过采用以下技术方案实现的，按此目的设计的基于AR的滑雪场虚拟轨迹引导和训练控制方法：服务器获取滑雪场的地图场景信息，对滑雪场进行自动或者手动识别并映射到虚拟坐标中。
服务器在地图中根据不同的难度系数和训练目标划分多条滑行轨道，并在多条滑行轨道上面进行标注，标注分为正常标注、奖励性标注和惩罚性标注。
正常标注分为：加速、减速、左转、右转和动作标注。
佩戴者根据虚拟滑雪教练推荐的难度系数选择不同的滑行轨道或者自主选择特定训练目标的滑行轨道。
移动终端通过AR眼镜对佩戴者所选滑行轨道中的标注进行高亮显示，对周围其它滑行轨道中的标注进行低亮度显示。
移动终端实时记录佩戴者的滑行轨迹、摔跤情况、训练完成度和动作连贯性，移动终端实时显示佩戴者的得分和排名情况。
当佩戴者的滑行轨迹偏离预设的滑行轨道时，通过振动和AR眼镜中的颜色变化对佩戴者进行提醒和引导。
虚拟滑雪教练对佩戴者在各个难度系数滑行轨道上的摔跤情况、训练完成度和动作连贯性进行处理、记录和统计，作为数据支撑进行滑行轨道难度系数推荐。
根据佩戴者的滑行轨迹与设定的滑行轨道进行对比，若佩戴者的滑行轨迹与预设滑行轨道中标注的距离小于预设的最小距离，则得分有效；若佩戴者的滑行轨迹与预设滑行轨道中标注的距离大于预设的最小距离，则得分无效。
当佩戴者与滑行轨道中的标注接触时，滑行轨道中标注颜色或者亮度发生变化。
摔跤情况：通过检测佩戴者头部相对地面的高度来判断佩戴者是否摔跤，若佩戴者头部距离地面的高度低于预设的高度，则佩戴者摔倒。
训练完成度：检测佩戴者的滑行轨迹与预设滑行轨道中标注的偏移情况。
动作连贯性：通过检测佩戴者滑行轨迹的平滑性来判断佩戴者的动作连贯性。
附图说明
图1为本发明的程序流程图。
图2为本发明的工作场景示意图。
图2中，101为第一滑雪者，102为第二滑雪者，103为第三滑雪者，104为第四滑雪者，105为第五滑雪者，106为第六滑雪者，107为第七滑雪者，108为第八滑雪者，109为第九滑雪者，110为第十滑雪者。
图2中最左侧为直线滑行轨道，中间为小S滑行轨道，最右侧为大S滑行轨道。
具体实施方式
通过全球定位系统接收机实时获取当前佩戴者的滑行轨迹信息。
移动终端通过红外、蓝牙、WiFI或Zigbee与服务器进行无线通信。
移动终端通过AR眼镜对佩戴者所选滑行轨道中的标注进行高亮显示，对周围其它滑行轨道中的标注进行低亮度显示。
移动终端通过振动电机振动的方式对佩戴者进行振动提示。
摔跤情况：通过检测佩戴者头部相对地面的高度来判断佩戴者是否摔跤，若佩戴者头部距离地面的高度低于预设的高度，则佩戴者摔倒。
训练完成度：检测佩戴者的滑行轨迹与预设滑行轨道中标注的偏移情况。
动作连贯性：通过检测佩戴者滑行轨迹的平滑性来判断佩戴者的动作连贯性。
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的阐述。
第一实施例
如图1：本发明的程序流程图。
步骤S11：服务器获取滑雪场的地图场景信息，对滑雪场进行自动或者手动识别并映射到虚拟坐标中。
步骤S12：服务器在地图中根据不同的难度系数和训练目标划分多条滑行轨道，并在多条滑行轨道上面进行标注。
标注分为正常标注、奖励性标注和惩罚性标注；正常标注分为加速、减速、左转、右转和动作标注。
步骤S13：佩戴者根据虚拟滑雪教练推荐的难度系数选择不同的滑行轨道或者自主选择特定训练目标的滑行轨道。
步骤S14：移动终端通过AR眼镜对佩戴者所选滑行轨道中的标注进行高亮显示，对周围其它滑行轨道中的标注进行低亮度显示。
步骤S15：移动终端实时记录佩戴者的滑行轨迹、摔跤情况、训练完成度和动作连贯性，移动终端实时显示佩戴者的得分和排名情况。
步骤S16：当佩戴者的滑行轨迹偏离预设的滑行轨道时，通过振动和AR眼镜中的颜色变化对佩戴者进行提醒和引导。
步骤S17：虚拟滑雪教练对佩戴者在各个难度系数滑行轨道上的摔跤情况、训练完成度和动作连贯性进行处理、记录和统计，作为数据支撑进行滑行轨道难度系数推荐。
第二实施例
判断佩戴者的得分是否有效，若佩戴者的滑行轨迹与预设滑行轨道中标注的距离小于预设的最小距离，则得分有效；若佩戴者的滑行轨迹与预设滑行轨道中标注的距离大于预设的最小距离，则得分无效。
标注分为正常标注、奖励性标注和惩罚性标注。
所述正常标注分为：加速、减速、左转、右转和动作标注。
所述奖励性标注的加分分值比较大。
所述惩罚性标注的减分分值比较大。
第三实施例
图2中，101第一滑雪者和102第二滑雪者选择最左侧的直线滑行轨道。
103第三滑雪者、104第四滑雪者和105第五滑雪者选择中间的小S滑行轨道。
106第六滑雪者、107第七滑雪者、108第八滑雪者、109第九滑雪者和110第十滑雪者选择最右侧的大S滑行轨道。
如图2，最左侧的直线滑行轨道、中间的小S滑行轨道和最右侧的大S滑行轨道中的标注颜色不同。
如图2，上升箭头表示加速，下降箭头表示减速，箭头方向指向左方表示前方左转，箭头方向指向右方表示前方右转。
位于最左侧直线滑行轨道上的101第一滑雪者和102第二滑雪者通过AR眼镜看到最左侧直线滑行轨道中的标注颜色亮度比较高，中间的小S滑行轨道和最右侧的大S滑行轨道中的标注颜色亮度比较低。
位于中间小S滑行轨道上的103第三滑雪者、104第四滑雪者和105第五滑雪者通过AR眼镜看到中间小S滑行轨道中的标注颜色亮度比较高，最左侧直线滑行轨道和最右侧的大S滑行轨道中的标注颜色亮度比较低。
位于最右侧大S滑行轨道上的106第六滑雪者、107第七滑雪者、108第八滑雪者、109第九滑雪者和110第十滑雪者通过AR眼镜看到最右侧大S滑行轨道中的标注颜色亮度比较高，最左侧直线滑行轨道和中间的小S滑行轨道中的标注颜色亮度比较低。
滑雪者通过AR眼镜观看滑行轨道上的标注，以此确定滑行方向、加速、减速、左转、右转等。
例如在直线滑行轨道上练习犁式刹车，当102第二滑雪者通过AR眼镜看到加速标注，102第二滑雪者停止犁式刹车进行加速操作；当101第一滑雪者通过AR眼镜看到减速标注，101第一滑雪者开始犁式刹车操作。
例如在最右侧的大S滑行轨道中练习平行式转弯，当107第七滑雪者通过AR眼镜看到左转标注后，调整姿势进行左转操作；当106第六滑雪者通过AR眼镜看到右转标注后，调整姿势进行右转操作。
109第九滑雪者的滑行轨迹与最右侧大S滑行轨道中标注的距离大于预设的最小距离，此时，109第九滑雪者在当前位置处的得分无效；其余滑雪者的滑行轨迹与预设滑行轨道中标注的距离小于预设的最小距离，此时，其余滑雪者在当前位置处的得分有效。
当滑雪者与滑行轨道中的标注接触时，滑行轨道中标注颜色或者亮度发生变化。
109第九滑雪者的滑行轨迹偏离预设的滑行轨道时，通过振动电机的振动和AR眼镜中的颜色变化对109第九滑雪者进行提醒和引导，以此对109第九滑雪者进行及时反馈。
滑雪者在固定的滑行轨道中滑行可以有效避免盲区相撞，避免大小回转互相穿插线路，增加滑雪的安全性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围 ；凡是依本发明所作的等效变化与修改，都被本发明权利要求书的范围所覆盖。

Claims (4)

1.一种基于AR的滑雪场虚拟轨迹引导和训练控制方法，其特征在于，
步骤S11：服务器获取滑雪场的地图场景信息，对滑雪场进行自动或者手动识别并映射到虚拟坐标中；
步骤S12：服务器在地图中根据不同的难度系数和训练目标划分多条滑行轨道，并在多条滑行轨道上面进行标注；
标注分为正常标注、奖励性标注和惩罚性标注；正常标注分为加速、减速、左转、右转和动作标注；
步骤S13：佩戴者根据虚拟滑雪教练推荐的难度系数选择不同的滑行轨道或者自主选择特定训练目标的滑行轨道；
步骤S14：移动终端通过AR眼镜对佩戴者所选滑行轨道中的标注进行高亮显示，对周围其它滑行轨道中的标注进行低亮度显示；
步骤S15：移动终端实时记录佩戴者的滑行轨迹、摔跤情况、训练完成度和动作连贯性，移动终端实时显示佩戴者的得分和排名情况；
步骤S16：当佩戴者的滑行轨迹偏离预设的滑行轨道时，通过振动和AR眼镜中的颜色变化对佩戴者进行提醒和引导；
步骤S17：虚拟滑雪教练对佩戴者在各个难度系数滑行轨道上的摔跤情况、训练完成度和动作连贯性进行处理、记录和统计，作为数据支撑进行滑行轨道难度系数推荐。
2.根据权利要求1中所述的基于AR的滑雪场虚拟轨迹引导和训练控制方法，其特征在于： 根据佩戴者的滑行轨迹与设定的滑行轨道进行对比，若佩戴者的滑行轨迹与预设滑行轨道中标注的距离小于预设的最小距离，则得分有效；若佩戴者的滑行轨迹与预设滑行轨道中标注的距离大于预设的最小距离，则得分无效。
3.根据权利要求1中所述的基于AR的滑雪场虚拟轨迹引导和训练控制方法，其特征在于： 当佩戴者与滑行轨道中的标注接触时，滑行轨道中标注的颜色或者亮度发生变化。
4.根据权利要求1中所述的基于AR的滑雪场虚拟轨迹引导和训练控制方法，其特征在于，
摔跤情况：通过检测佩戴者头部相对地面的高度来判断佩戴者是否摔跤，若佩戴者头部距离地面的高度低于预设的高度，则佩戴者摔倒；
训练完成度：检测佩戴者的滑行轨迹与预设滑行轨道中标注的偏移情况；
动作连贯性：通过检测佩戴者滑行轨迹的平滑性来判断佩戴者的动作连贯性。
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