CN111921185B - 一种智能化乘骑游乐方法与系统 - Google Patents

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Abstract

一种智能化乘骑游乐方法与系统，包括游览车运行系统、定位捕捉系统、图形图像处理系统和交互系统，所述游览车运行系统包括游览车和游览车运行区域，所述定位捕捉系统用于采集游览车的运行数据、游客的位置数据和图像，并将采集到的数据和图像发送至图形图像处理系统，所述图形图像处理系统用于根据接收到的数据和图像对游戏图像进行调整，使得调整后的游戏图像正对着游客，并将调整后的游戏图像在交互模块进行显示。本发明创造的有益效果：通过定位捕捉系统实时获取游览车的运行数据和游客相对于游览车的姿态，并根据定位捕捉系统获取的数据对游戏图像进行实时调整，从而使得游客获得身临其境的体感。

Description

一种智能化乘骑游乐方法与系统
技术领域
本发明创造涉及游戏技术领域，具体涉及一种智能化乘骑游乐方法与系统系统。
背景技术
轨道类乘骑游乐是很受游客喜欢的游乐项目，在游乐时游客乘坐轨道游览车沿着既定故事路线，在一个虚实景结合的主题故事环境中穿行体验，在控制系统、投影式观影屏幕、仿真布景、虚拟交互等系统的配合下，游客得以经历一场身临其境、酣畅淋漓的沉浸式游乐体验，成为主题乐园必备的游乐项目。
该类游乐需要游览车在既定的轨道、速度、节奏、姿态下运行，控制系统按设定好的程序，依次让游客在特定的位置观看到特定的影片、布景。由于游客一切体验都是设定好的，所以游客的客观体验是一致的、不变的，降低了游玩体验。即目前的轨道类乘骑游乐项目一旦开发完成，想改变轨道车的运行方式就面临着影片要一同调整的风险，需要同时协调车辆与影片供应商，制作成本较高，制作周期长，项目施工期长，影响项目运营接待。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种智能化乘骑游乐方法与系统。
本发明创造的目的通过以下技术方案实现：
一种智能化乘骑游乐方法与系统，包括游览车运行系统、定位捕捉系统、图形图像处理系统和交互系统，所述游览车运行系统包括游览车和游览车运行区域，所述定位捕捉系统包括定位模块和图像采集模块，所述定位模块用于采集游览车的位置数据、游览车的运行数据和游客的位置数据，所述图像采集模块用于采集游客坐在游览车中的图像，所述定位捕捉系统将采集到的数据和图像发送至图形图像处理系统，所述图形图像处理系统包括数据库、游客图像分析模块和游戏图像处理模块，所述数据库中存储有游览车运行区域中各位置对应的游戏图像和游览车的中心位置在游览车运行区域中各位置对应的三维几何坐标，所述游客图像分析模块用于对接收到的图像进行处理和分割，确定图像中的游客区域图像和游览车区域图像，从而确定游客相对于游览车的姿态，所述游戏图像处理模块包括数据分析单元和游戏调整单元，所述数据分析单元根据游览车的位置数据在数据库中调取游览车在当前位置对应的三维几何坐标，并根据游客的位置数据、调取的游览车的三维几何坐标以及游客相对于游览车的姿态确定游客的三维几何坐标，所述游戏调整单元根据游览车的位置数据在数据库中调取当前位置对应的游戏图像，并根据确定的游客的三维几何坐标对调取的游戏图像进行调整，使得调整后的游戏图像正对着游客，并将调整后的游戏图像在交互模块进行显示。
本发明创造的有益效果：
(1)通过定位捕捉系统实时获取游览车的运行数据和游客相对于游览车的姿态，并根据定位捕捉系统获取的数据对游戏图像进行实时调整，从而使得游客获得身临其境的体感。
(2)本优选实施例用于对接收到的图像进行滤波处理，将图像划分为多个图像块，再对图像块进行筛选，定义的筛选系数中像素的多样性判断函数能够有效的反应出该图像块中像素之间特征的相似性，筛选系数中像素的灰度值均值能够有效的反应出该图像块在图像中的灰度值水平，给定的低筛选阈值筛选出的图像块较大概率为正常像素组成的背景区域，给定的高筛选阈值筛选出的图像块较大概率为正常像素组成的目标区域，而在给定的低筛选阈值和高筛选阈值之间的图像块或者其多样性检测系数大于给定的多样性检测阈值的图像块可能为边缘图像块或者噪声图像块，因此，只对该部分的图像块中的像素进行滤波处理，相较于传统的滤波方式，本优选实施例提出的滤波方式能够有效的提高对图像进行滤波处理的效率；在对待滤波像素进行滤波时，定义的滤波函数中，所述空间域滤波参数决定着该滤波函数对该待滤波像素的平滑程度，空间域滤波参数的值越大，对待滤波像素的产生的平滑程度越好，相较于传统的采用固定的空间域滤波参数的方式，本优选实施例采用自适应的空间域滤波参数，从而使得所述滤波函数能够适应于处于不同图像区域的像素的滤波处理，当待滤波像素所处的图像块的邻域图像块中同时存在属性值为0和1的邻域图像块时，此时，所述待滤波像素所处的图像块较大概率为边缘图像块，当所述待滤波像素的灰度值和其邻域图像块中像素的灰度值均值越为相似，所述空间域滤波参数的值越小，从而减小对待滤波像素的平滑程度，起到保护边界信息的作用；当待滤波像素所处的图像块的邻域图像块都为0或者都为1时，此时，所述待滤波像素所处的图像块较大概率为噪声图像块，此时，当所述待滤波像素的灰度值和其邻域图像块中像素的灰度值均值相差越大，所述空间域滤波参数的值越大，从而增强对待滤波像素的平滑程度；其他情况时表明所述待滤波像素所处的图像块具有较大不确定性，此时，令所述空间域滤波参数随着所述待滤波像素的灰度值和其所处图像块中像素的灰度值中值的差值而改变，当所述差值较大，令滤波参数的值较大，从而增强对待滤波像素的平滑程度，当所述差值较小，令滤波参数的值较小，从而减小对待滤波像素的平滑程度；相较于传统的采用固定的空间域滤波参数的方式，本优选实施例采用上述设置的自适应变化的空间域滤波参数能够使得所述滤波函数适应于处于不同图像区域的像素的滤波处理，并且在去除噪声的同时，对较弱的边界信息也具有较好的保护作用。
附图说明
利用附图对发明创造作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明创造的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明结构示意图。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
参见图1，本实施例的一种智能化乘骑游乐方法与系统，包括游览车运行系统、定位捕捉系统、图形图像处理系统和交互系统，所述游览车运行系统包括游览车和游览车运行区域，所述定位捕捉系统包括定位模块和图像采集模块，所述定位模块用于采集游览车的位置数据、游览车的运行数据和游客的位置数据，所述图像采集模块用于采集游客坐在游览车中的图像，所述定位捕捉系统将采集到的数据和图像发送至图形图像处理系统，所述图形图像处理系统包括数据库、游客图像分析模块和游戏图像处理模块，所述数据库中存储有游览车运行区域中各位置对应的游戏图像和游览车的中心位置在游览车运行区域中各位置对应的三维几何坐标，所述游客图像分析模块用于对接收到的图像进行处理和分割，确定图像中的游客区域图像和游览车区域图像，从而确定游客相对于游览车的姿态，所述游戏图像处理模块包括数据分析单元和游戏调整单元，所述数据分析单元根据游览车的位置数据在数据库中调取游览车在当前位置对应的三维几何坐标，并根据游客的位置数据、调取的游览车的三维几何坐标以及游客相对于游览车的姿态确定游客的三维几何坐标，所述游戏调整单元根据游览车的位置数据在数据库中调取当前位置对应的游戏图像，并根据确定的游客的三维几何坐标对调取的游戏图像进行调整，使得调整后的游戏图像正对着游客，并将调整后的游戏图像在交互模块进行显示。
优选地，所述游览车的运行数据包括游览车的运行速度和运行姿态。
优选地，交互模块包括游客穿戴的VR、AR和MR设备。
优选地，数据库中还存储有游览车在游览车运行区域中各位置的运行数据。
优选地，游览车运行系统还包括游览车控制模块，所述图形图像处理系统根据接收到的游览车的位置数据调取数据库中存储的游览车在该位置对应的运行数据发送至游览车控制模块，所述游览车控制模块根据接收到的游览车的运行数据控制所述游览车的运行。
优选地，所述游览车可以是有轨道游览车或无轨道游览车，当所述游览车为有轨道游览车时，所述游览车运行区域为有轨道游览车的轨道系统，当所述游览车为无轨道游览车时，所述游览车运行区域为无轨道游览车运行区域。
优选地，所述游览车可以六自由度运动、360度自转，可执行上升、下降、倾斜、平移、旋转或俯仰动作。
本优选实施例通过定位捕捉系统实时获取游览车的运行数据和游客相对于游览车的姿态，并根据定位捕捉系统获取的数据对游戏图像进行实时调整，从而使得游客获得身临其境的体感。
优选地，游客图像分析模块包括图像滤波单元、图像分割单元和图像识别单元，所述图像滤波单元用于对接收到的图像进行滤波处理，所述图像分割单元用于对滤波处理后的图像进行目标分割，获取图像中游客和游览车的区域图像，所述图像识别单元用于在分割所得的游客和游览车的区域图像中识别游客区域图像和游览车区域图像，从而确定游客相对于游览车的姿态。
优选地，所述图像滤波单元用于对游客图像进行滤波处理，设I表示接收到的图像，将图像I化分为大小为d×d的图像块，且d＜M(I)，d＜D(I)，其中，M(I)表示图像I的长，D(I)表示图像I的宽，设L(I)表示将图像I划分的图像块集合，且L(I)＝{Ij，j＝1，2，...，N(I)}，其中，Ij表示集合L(I)中的第j个图像块，N(I)表示集合L(I)中的图像块数，对集合L(I)中的图像块进行筛选，定义μ(Ij)表示图像块Ij对应的筛选系数，且μ(Ij)的表达式为：
Figure BDA0002693015160000041
式中，Ij(x，y)表示图像块Ij中坐标(x，y)处的像素，fj(x，y)表示像素Ij(x，y)的灰度值，Fj表示图像块Ij中的像素数，ρ(Ij)表示图像块Ij中像素的多样性判断函数，设G(Ij)表示图像块Ij中像素的多样性检测系数，且
Figure BDA0002693015160000042
其中，Ij(a，b)表示图像块Ij中坐标(a，b)处的像素，fj(a，b)表示像素Ij(a，b)的灰度值，G(I)表示给定的多样性检测阈值，且
Figure BDA0002693015160000043
其中，
Figure BDA0002693015160000044
表示集合L(I)中图像块中像素的多样性检测系数的均值，当G(Ij)≤G(I)时，则ρ(Ij)＝1，当G(Ij)＞G(I)时，则ρ(Ij)＝0；
设s(Ij)表示图像块Ij对应的属性值，给定图像I对应的低筛选阈值L(I)和高筛选阈值H(I)，且
Figure BDA0002693015160000051
Figure BDA0002693015160000052
其中，
Figure BDA0002693015160000053
表示集合L(I)中图像块对应的筛选系数的均值；当图像块Ij对应的筛选系数0＜μ(Ij)≤L(I)时，则令图像块Ij对应的属性值s(Ij)＝0，当图像块Ij对应的筛选系数μ(Ij)≥H(I)时，则令图像块Ij对应的属性值s(Ij)＝1，当图像块Ij对应的筛选系数L(I)＜μ(Ij)＜H(I)或μ(Ij)＝0时，则令图像块Ij对应的属性值s(Ij)＝-1；
当图像块Ij对应的属性值s(Ij)＝0或者s(Ij)＝1时，则判定图像块Ij中的像素为正常像素，所述正常像素的灰度值在滤波过程中保持不变，当图像块Ij对应的属性值s(Ij)＝-1时，则判定图像块Ij中的像素为待滤波像素，设Ij(m，n)表示图像块Ij中坐标(m，n)处的待滤波像素，fj′(m，n)表示对像素Ij(m，n)进行滤波处理后的灰度值，则fj′(m，n)的表达式为：
Figure BDA0002693015160000054
式中，σd(m，n)表示待滤波像素Ij(m，n)对应的灰度域滤波参数，σd(m，n)的值可以取0.2，σr(m，n)表示待滤波像素Ij(m，n)对应的空间域滤波参数，设Lj表示图像块Ij的邻域图像块集合，Ik表示集合L(I)中的第k个图像块，(xj，yj)表示图像块Ij的中心像素，(xk，yk)表示图像块Ik的中心像素，当
Figure BDA0002693015160000055
时，则判定图像块Ik为图像块Ij的邻域图像块，将图像块Ik加入到集合Lj中；选取集合Lj中属性值为0的邻域图像块组成集合
Figure BDA0002693015160000056
设
Figure BDA0002693015160000057
表示集合
Figure BDA0002693015160000058
中的邻域图像块数，选取集合Lj中属性值为1的邻域图像块组成集合
Figure BDA0002693015160000059
设
Figure BDA00026930151600000510
表示集合
Figure BDA00026930151600000511
中的邻域图像块数；
则σr(m，n)的值为：
Figure BDA0002693015160000061
式中，fj(m，n)表示像素Ij(m，n)的灰度值，
Figure BDA0002693015160000062
表示集合
Figure BDA0002693015160000063
中的第K个邻域图像块，
Figure BDA0002693015160000064
表示邻域图像块
Figure BDA0002693015160000065
中像素灰度值的均值，
Figure BDA0002693015160000066
表示集合
Figure BDA0002693015160000067
中的第l个邻域图像块，
Figure BDA0002693015160000068
表示邻域图像块
Figure BDA0002693015160000069
中像素灰度值的均值，fj(max)表示集合Lj中图像块的像素灰度值的最大值，fj(min)表示集合Lj中图像块的像素灰度值的最小值，
Figure BDA00026930151600000610
表示图像块Ij中像素灰度值的中值。
本优选实施例用于对接收到的图像进行滤波处理，将图像划分为多个图像块，再对图像块进行筛选，定义的筛选系数中像素的多样性判断函数能够有效的反应出该图像块中像素之间特征的相似性，筛选系数中像素的灰度值均值能够有效的反应出该图像块在图像中的灰度值水平，给定的低筛选阈值筛选出的图像块较大概率为正常像素组成的背景区域，给定的高筛选阈值筛选出的图像块较大概率为正常像素组成的目标区域，而在给定的低筛选阈值和高筛选阈值之间的图像块或者其多样性检测系数大于给定的多样性检测阈值的图像块可能为边缘图像块或者噪声图像块，因此，只对该部分的图像块中的像素进行滤波处理，相较于传统的滤波方式，本优选实施例提出的滤波方式能够有效的提高对图像进行滤波处理的效率；在对待滤波像素进行滤波时，定义的滤波函数中，所述空间域滤波参数决定着该滤波函数对该待滤波像素的平滑程度，空间域滤波参数的值越大，对待滤波像素的产生的平滑程度越好，相较于传统的采用固定的空间域滤波参数的方式，本优选实施例采用自适应的空间域滤波参数，从而使得所述滤波函数能够适应于处于不同图像区域的像素的滤波处理，当待滤波像素所处的图像块的邻域图像块中同时存在属性值为0和1的邻域图像块时，此时，所述待滤波像素所处的图像块较大概率为边缘图像块，当所述待滤波像素的灰度值和其邻域图像块中像素的灰度值均值越为相似，所述空间域滤波参数的值越小，从而减小对待滤波像素的平滑程度，起到保护边界信息的作用；当待滤波像素所处的图像块的邻域图像块都为0或者都为1时，此时，所述待滤波像素所处的图像块较大概率为噪声图像块，此时，当所述待滤波像素的灰度值和其邻域图像块中像素的灰度值均值相差越大，所述空间域滤波参数的值越大，从而增强对待滤波像素的平滑程度；其他情况时表明所述待滤波像素所处的图像块具有较大不确定性，此时，令所述空间域滤波参数随着所述待滤波像素的灰度值和其所处图像块中像素的灰度值中值的差值而改变，当所述差值较大，令滤波参数的值较大，从而增强对待滤波像素的平滑程度，当所述差值较小，令滤波参数的值较小，从而减小对待滤波像素的平滑程度；相较于传统的采用固定的空间域滤波参数的方式，本优选实施例采用上述设置的自适应变化的空间域滤波参数能够使得所述滤波函数适应于处于不同图像区域的像素的滤波处理，并且在去除噪声的同时，对较弱的边界信息也具有较好的保护作用。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (4)

1.一种智能化乘骑游乐系统，其特征是，包括游览车运行系统、定位捕捉系统、图形图像处理系统和交互系统，所述游览车运行系统包括游览车和游览车运行区域，所述定位捕捉系统包括定位模块和图像采集模块，所述定位模块用于采集游览车的位置数据、游览车的运行数据和游客的位置数据，所述图像采集模块用于采集游客坐在游览车中的图像，所述定位捕捉系统将采集到的数据和图像发送至图形图像处理系统，所述图形图像处理系统包括数据库、游客图像分析模块和游戏图像处理模块，所述数据库中存储有游览车运行区域中各位置对应的游戏图像和游览车的中心位置在游览车运行区域中各位置对应的三维几何坐标，所述游客图像分析模块用于对接收到的图像进行处理和分割，确定图像中的游客区域图像和游览车区域图像，从而确定游客相对于游览车的姿态，所述游戏图像处理模块包括数据分析单元和游戏调整单元，所述数据分析单元根据游览车的位置数据在数据库中调取游览车在当前位置对应的三维几何坐标，并根据游客的位置数据、调取的游览车的三维几何坐标以及游客相对于游览车的姿态确定游客的三维几何坐标，所述游戏调整单元根据游览车的位置数据在数据库中调取当前位置对应的游戏图像，并根据确定的游客的三维几何坐标对调取的游戏图像进行调整，使得调整后的游戏图像正对着游客，并将调整后的游戏图像在交互系统进行显示；
游览车运行系统还包括游览车控制模块，所述图形图像处理系统根据接收到的游览车的位置数据调取数据库中存储的游览车在该位置对应的运行数据发送至游览车控制模块，所述游览车控制模块根据接收到的游览车的运行数据控制所述游览车的运行；
游客图像分析模块包括图像滤波单元、图像分割单元和图像识别单元，所述图像滤波单元用于对接收到的图像进行滤波处理，所述图像分割单元用于对滤波处理后的图像进行目标分割，获取图像中游客和游览车的区域图像，所述图像识别单元用于在分割所得的游客和游览车的区域图像中识别游客区域图像和游览车区域图像，从而确定游客相对于游览车的姿态；
所述图像滤波单元用于对接收到的图像进行滤波处理，设I表示接收到的图像，将图像I化分为大小为d×d的图像块，且d<M(I),d<D(I)，其中，M(I)表示图像I的长，D(I)表示图像I的宽，设L(I)表示将图像I划分的图像块集合，且L(I)＝{Ij,j＝1,2,…,N(I)}，其中，Ij表示集合L(I)中的第j个图像块，N(I)表示集合L(I)中的图像块数，对集合L(I)中的图像块进行筛选，定义μ(Ij)表示图像块Ij对应的筛选系数，且μ(Ij)的表达式为：
Figure FDA0002872841850000011
式中，Ij(x,y)表示图像块Ij中坐标(x,y)处的像素，fj(x,y)表示像素Ij(x,y)的灰度值，Fj表示图像块Ij中的像素数，ρ(Ij)表示图像块Ij中像素的多样性判断函数，设G(Ij)表示图像块Ij中像素的多样性检测系数，且
Figure FDA0002872841850000021
其中，Ij(a,b)表示图像块Ij中坐标(a,b)处的像素，fj(a,b)表示像素Ij(a,b)的灰度值，G(I)表示给定的多样性检测阈值，且
Figure FDA0002872841850000022
其中，
Figure FDA0002872841850000023
表示集合L(I)中的图像块中像素的多样性检测系数的均值，当G(Ij)≤G(I)时，则ρ(Ij)＝1，当G(Ij)>G(I)时，则ρ(Ij)＝0；
设s(Ij)表示图像块Ij对应的属性值，给定图像I对应的低筛选阈值L(I)和高筛选阈值H(I)，且
Figure FDA0002872841850000024
Figure FDA0002872841850000025
其中，
Figure FDA0002872841850000026
表示集合L(I)中图像块对应的筛选系数的均值；当图像块Ij对应的筛选系数0<μ(Ij)≤L(I)时，则令图像块Ij对应的属性值s(Ij)＝0，当图像块Ij对应的筛选系数μ(Ij)≥H(I)时，则令图像块Ij对应的属性值s(Ij)＝1，当图像块Ij对应的筛选系数L(I)<μ(Ij)<H(I)或μ(Ij)＝0时，则令图像块Ij对应的属性值s(Ij)＝-1；
当图像块Ij对应的属性值s(Ij)＝0或者s(Ij)＝1时，则判定图像块Ij中的像素为正常像素，所述正常像素的灰度值在滤波过程中保持不变，当图像块Ij对应的属性值s(Ij)＝-1时，则判定图像块Ij中的像素为待滤波像素，设Ij(m,n)表示图像块Ij中坐标(m,n)处的待滤波像素，fj′(m,n)表示对像素Ij(m,n)进行滤波处理后的灰度值，则fj′(m,n)的表达式为：
Figure FDA0002872841850000027
式中，σd(m,n)表示待滤波像素Ij(m,n)对应的灰度域滤波参数，σr(m,n)表示待滤波像素Ij(m,n)对应的空间域滤波参数，设Lj表示图像块Ij的邻域图像块集合，Ik表示集合L(I)中的第k个图像块，(xj,yj)表示图像块Ij的中心像素，(xk,yk)表示图像块Ik的中心像素，当
Figure FDA0002872841850000031
时，则判定图像块Ik为图像块Ij的邻域图像块，将图像块Ik加入到集合Lj中；选取集合Lj中属性值为0的邻域图像块组成集合
Figure FDA0002872841850000032
设
Figure FDA0002872841850000033
表示集合
Figure FDA0002872841850000034
中的邻域图像块数，选取集合Lj中属性值为1的邻域图像块组成集合
Figure FDA0002872841850000035
设
Figure FDA0002872841850000036
表示集合
Figure FDA0002872841850000037
中的邻域图像块数；
则σr(m,n)的值为：
Figure FDA0002872841850000038
式中，fj(m,n)表示像素Ij(m,n)的灰度值，
Figure FDA0002872841850000039
表示集合
Figure FDA00028728418500000310
中的第K个邻域图像块，
Figure FDA00028728418500000311
表示邻域图像块
Figure FDA00028728418500000312
中像素灰度值的均值，
Figure FDA00028728418500000313
表示集合
Figure FDA00028728418500000314
中的第l个邻域图像块，
Figure FDA00028728418500000315
表示邻域图像块
Figure FDA00028728418500000316
中像素灰度值的均值，fj(max)表示集合Lj中图像块的像素灰度值的最大值，fj(min)表示集合Lj中图像块的像素灰度值的最小值，
Figure FDA00028728418500000317
表示图像块Ij中像素灰度值的中值。
2.根据权利要求1所述的一种智能化乘骑游乐系统，其特征是，所述游览车的运行数据包括游览车的运行速度和运行姿态。
3.根据权利要求2所述的一种智能化乘骑游乐系统，其特征是，交互系统包括游客穿戴的VR、AR和MR设备。
4.根据权利要求3所述的一种智能化乘骑游乐系统，其特征是，数据库中还存储有游览车在游览车运行区域中各位置对应的运行数据。
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