CN112337087A - 应用于体育竞技的体感交互方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于体育竞技的体感交互方法，包括如下步骤：步骤S10、检测到服务器发送的开始游戏指令后，检测用户的动作信息，从动作信息中识别出用户的第一姿势；步骤S20、如果第一姿势为进入游戏姿势，显示用于提示用户输入第二姿势的选择信息；步骤S30、如果第二姿势为确认进入游戏姿势，匹配多个用户同时进行游戏；游戏中，同时监测多个用户的动作信息，并将多个用户的动作信息上传至服务器，服务器对多个用户的动作信息分析，并计算多个用户之间的碰撞接触信息。与相关技术相比，本发明提供的应用于体育竞技的体感交互方法，可实现多人实时竞技、服务器低并发且可靠性更强。本发明还提供了一种应用于体育竞技的体感交互系统。

Description

应用于体育竞技的体感交互方法及系统
技术领域
本发明涉及体感交互系统技术领域，尤其涉及一种应用于体育竞技的体感交互方法及系统。
背景技术
体感交互系统能够将运动与娱乐融入人们的生活，操作者可以通过自己的肢体进行控制，并实现与互联网玩家的互动，分享图片、影音信息。现有技术的体感交互系统可应用于购物、动画娱乐、游戏竞技等行业，当体感交互系统应用于体感游戏中时，通过模拟器模拟出三维场景，玩家手握专用游戏手柄，通过自己身体的动作来控制游戏中任务的动作，让玩家全身投入到游戏当中，享受前所未有的体感交互新体验。
然而，现有技术的应用于体育竞技的体感交互方法往往只能人机交互，即人与机器之间的交互，玩家与玩家之间往往在不存在互动，如此一来，减少了体育竞技类游戏的趣味性与真实感。同时，现有技术中客户端与服务器之间的交互关系往往都是主动的，即客户端向服务器发送请求，然后服务器返回数据给客户端，客户端再将信息呈现，这样的机制对于信息变化不是特别频繁的应用尚可，但对于实时要求高、海量并发的应用来说却显得捉襟见肘。
因此，有必要提供一种可实现多人竞技、服务器低并发、实时响应更为迅速且可靠性更强的基于应用于体育竞技的体感交互方法及系统来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种可实现多人竞技、服务器低并发、实时响应更为迅速且可靠性更强的基于应用于体育竞技的体感交互方法及系统。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案:
一种应用于体育竞技的体感交互方法，具体包括如下步骤：
步骤S10、检测到服务器发送的开始游戏指令后，检测用户的动作信息，从所述动作信息中识别出用户的第一姿势；
步骤S20、如果所述第一姿势为进入游戏姿势，在单位时间内显示选择信息，所述选择信息用于提示用户输入第二姿势；
步骤S30、如果所述第二姿势为确认进入游戏姿势，所述服务器匹配2至5个用户同时进行游戏；
游戏中，同时监测多个用户的动作信息，并将多个用户的动作信息上传至所述服务器，所述服务器对多个用户的动作信息分析后将画面信息同步回传至各显示屏，并计算多个用户之间的碰撞接触信息后将不同的体感信息分别回传至各个用户的体感装置。
优选的，所述第一姿势还包括进入休息状态姿势、地形熟悉姿势及进入训练姿势，所述第二姿势还包括进入观战姿势及进入休息状态姿势。
优选的，识别出用户的第一姿势或识别出用户的第二姿势包括：
获得设定的姿势所涉及的关节点；从已检测到的所述动作信息中读取所述关节点的数据，其中，所述关节点的数据包括用户的关节点信息和时间戳信息；根据所述关节点的数据计算姿势的匹配参数值；根据所述匹配参数值识别出用户的第一姿势或第二姿势。
优选的，所述碰撞接触信息包括位置信息、方向信息、速度信息及力度信息，游戏中，用户通过所述显示屏获取游戏画面信息的同时，所述体感装置通过振动向用户反馈体感信息。
优选的，在所述服务器端，用户的操作使虚拟环境发生改变，且虚拟环境也可通过所述体感装置向用户反馈刺激，虚拟现实技术的整体过程通过数学模型的方式表达如下：
定义A(x)为选择变换函数，对用户在现实世界中的特定操作进行采集，则有：Bo＝A(o)，其中，O为现实世界中用户所有操作的状态集合，Bo为根据用户操作而采集到的相关数据；
为了方便Bo的传输，定义变换函数Co(x)，对数据进行变形，则有：B1＝Co(Bo)，其中，B1为变换后的用户操作数据；
之后，将数据B1传输至上位机，上位机需要对接收到的数据进行解析，定义解析函数C1(x)，则有：B2＝C1(B1)，其中，D2为上位机解析后的用户操作数据，上位机利用B2数据重建虚拟场景，重建过程定义为D(x)函数，则有：V＝D(B2)，其中，V为上位机重建的虚拟场景，则虚拟场景V为：
V＝D(C1(C0(A(0))))。
优选的，所述单位时间通过所述服务器设置，所述单位时间为5min-15min。
一种应用于体育竞技的体感交互系统，包括：
服务器；及
客户端，所述客户端用于检测服务器发送的开始游戏指令，所述服务器监测用户的动作信息，从所述动作信息中识别出用户的第一姿势；当所述第一姿势为进入游戏姿势时，所述客户端在单位时间内显示选择信息，所述选择信息用于提示用户输入第二姿势；当所述第二姿势为确认进入游戏姿势时，所述服务器匹配2至5个用户同时进行游戏；
游戏中，多个所述客户端同时监测多个用户的动作信息，并将多个用户的动作信息上传至所述服务器，所述服务器对多个用户的动作信息分析后将画面信息同步回传至各所述客户端，并计算多个用户之间的碰撞接触信息后将不同的体感信息分别回传至各个所述客户端。
优选的，所述客户端包括本地数据库，所述服务器包括云端数据库，所述本地数据库与所述云端数据库通信连接，所述本体数据库用于用户基本信息、项目基本配置文件和3D虚拟场景的储存，所述云端数据库用于用户数据备份、项目基本配置文件的备份、系统授权管理和支付管理。
优选的，所述本地数据库采用SQLite数据库，所述云端数据库的服务器逻辑采用PHP语言编写。
优选的，所述客户端还包括连接终端及与所述连接终端连接的控制终端，用户通过所述连接终端登录所述服务器，所述控制终端包括机架及设置于所述机架内的体感装置，所述体感装置包括设置于人体腿部的第一体感器、设置于人体腰部的第二体感器、设置于人体臂部的第三体感器及设置于人体关节处的视图跟踪器；
通过所述视图跟踪器采集用户的动作变化，通过所述第一体感器、所述第二体感器及所述第三体感器向用户反馈体感信息。
综上所述，与现有技术相比，本发明提供的基于应用于体育竞技的体感交互方法，通过设置由所述服务器向所述客户端主动发送开始游戏指令，改变了现有技术中客户端与服务器之间的交互关系，改善了现有技术中当服务器多并发的现象，可靠性更强；同时，实现了用户之间的交互，增强了游戏体验及真实性，真实感更强。
附图说明
图1为本发明提供的应用于体育竞技的体感交互方法的流程框图；
图2为本发明提供的应用于体育竞技的体感交互方法的交互示意图；
图3为本发明提供的应用于体育竞技的体感交互系统的结构框图。
图中，100、10、服务器；11、云端数据库；20、客户端；21、本地数据库；22、连接终端；23、控制终端；231、机架；232、体感装置；2321、第一体感器；2322、第二体感器；2323、第三体感器；2324、视图跟踪器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。下述实验例和实施例用于进一步说明但不限于本发明。
请结合参阅图1与图2，本发明提供了一种应用于体育竞技的体感交互方法，包括如下步骤：
步骤S10、检测到服务器发送的开始游戏指令后，检测用户的动作信息，从所述动作信息中识别出用户的第一姿势；本步骤中，当用户通过客户端登录所述服务器后，由所述服务器向所述客户端发送开始游戏指令，即用户在登录服务器与开始游戏之间存在一定的时间间隔，供用户进行设备穿戴、调试等准备工作。
具体的，所述第一姿势包括进入游戏姿势、进入休息状态姿势、地形熟悉姿势及进入训练姿势。通过识别用户的所述第一姿势分别使用户进入游戏、继续休息、熟悉地形或单人训练。
步骤S20、如果所述第一姿势为进入游戏姿势，在单位时间内显示选择信息，所述选择信息用于提示用户输入第二姿势；
具体的，所述第二姿势包括确认进入游戏姿势、进入观战姿势及进入休息状态姿势。通过设置所述第二姿势的判定，即使用户在进入游戏前需要进行双重确认，可以避免现有技术中因误操作直接进入游戏。
其中，识别所述第二姿势的方法与识别所述第一姿势的方法相同。通过设置所述第一姿势及所述第二姿势的识别方法相同，一方面保证了姿势识别的连续性，一方面节约处理器的使用率，提升了识别效率。
优选的，在本实施方式中，识别出用户的第一姿势或识别出用户的第二姿势包括：
获得设定的姿势所涉及的关节点；从已检测到的所述动作信息中读取所述关节点的数据，其中，所述关节点的数据包括用户的关节点信息和时间戳信息；根据所述关节点的数据计算姿势的匹配参数值；根据所述匹配参数值识别出用户的第一姿势或第二姿势。
步骤S30、如果所述第二姿势为确认进入游戏姿势，所述服务器匹配2至5个用户同时进行游戏；
游戏中，同时监测多个用户的动作信息，并将多个用户的动作信息上传至所述服务器，所述服务器对多个用户的动作信息分析后将画面信息同步回传至各显示屏，并计算多个用户之间的碰撞接触信息后将不同的体感信息分别回传至各个用户的体感装置。
其中，所述碰撞接触信息包括位置信息、方向信息、速度信息及力度信息，游戏中，用户通过所述显示屏获取游戏换面信息的同时，所述体感装置通过振动向用户反馈体感信息。
在所述服务器端，用户的操作使虚拟环境发生改变，且虚拟环境也可通过所述体感装置向用户反馈刺激，虚拟现实技术的整体过程通过数学模型的方式表达如下：
定义A(x)为选择变换函数，对用户在现实世界中的特定操作进行采集，则有：Bo＝A(o)，其中，O为现实世界中用户所有操作的状态集合，Bo为根据用户操作而采集到的相关数据；
为了方便Bo的传输，定义变换函数Co(x)，对数据进行变形，则有：B1＝Co(Bo)，其中，B1为变换后的用户操作数据；
之后，将数据B1传输至上位机，上位机需要对接收到的数据进行解析，定义解析函数C1(x)，则有：B2＝C1(B1)，其中，D2为上位机解析后的用户操作数据，上位机利用B2数据重建虚拟场景，重建过程定义为D(x)函数，则有：V＝D(B2)，其中，V为上位机重建的虚拟场景，则虚拟场景V为：
V＝D(C1(C0(A(0))))。
需要说明的是，用户与用户之间也可通过上述变换函数进行刺激反馈。举例说明，在虚拟世界中，当一用户的手部与另一用户的臂部相撞时，所述服务器处理该碰撞信息后，分别向安装于两用户的手部及臂部的体感装置发送工作信号，所述体感装置分别向两用户的手部及臂部反馈体感信息。
请参阅图3，本发明还包括一种应用于体育竞技的体感交互系统100，所述应用于体育竞技的体感交互系统100包括服务器10及客户端20。
其中，所述客户端20用于检测服务器发送的开始游戏指令，所述服务器10监测用户的动作信息，从所述动作信息中识别出用户的第一姿势；当所述第一姿势为进入游戏姿势时，所述客户端20在单位时间内显示选择信息，所述选择信息用于提示用户输入第二姿势；当所述第二姿势为确认进入游戏姿势时，所述服务器10匹配2至5个用户同时进行游戏；
具体的，所述单位时间通过所述服务器10设置，所述单位时间为5min-15min。
游戏中，多个所述客户端20同时监测多个用户的动作信息，并将多个用户的动作信息上传至所述服务器10，所述服务器10对多个用户的动作信息分析后将画面信息同步回传至各所述客户端20，并计算多个用户之间的碰撞接触信息后将不同的体感信息分别回传至各个所述客户端20。
所述客户端20包括本地数据库21，所述服务器10包括云端数据库11，所述本地数据库21与所述云端数据库11通信连接，所述本体数据库21用于用户基本信息、项目基本配置文件和3D虚拟场景的储存，所述云端数据库11用于用户数据备份、项目基本配置文件的备份、系统授权管理和支付管理。
所述本地数据库21采用SQLite数据库，所述云端数据库11的服务器逻辑采用PHP语言编写。其中，SQLite数据库是一款轻型的数据库，是遵守ACID的关系型数据库管理系统，它包含在一个相对小的C库中，设计目标是嵌入式的，而且已经在很多嵌入式产品中使用了它，它占用资源非常的低，同时能够跟很多程序语言相结合，同样比起Mysql、PostgreSQL这两款开源的世界著名数据库管理系统来讲，它的处理速度更快；采用PHP语言进行编写，操作简洁且实用性更强，同时，因为PHP是利用编译的不同函数与数据库建立连接，PHP可以与MySQL、ODBC、Oracle等很多主流的数据库建立起连接。
所述客户端20还包括连接终端22及与所述连接终端22连接控制终端23，用户通过所述连接终端22登录所述服务器10，所述控制终端23包括机架231及设置于所述机架231内的体感装置232，所述体感装置232包括设置于人体腿部的第一体感器2321、设置于人体腰部的第二体感器2322、设置于人体臂部的第三体感器2323及设置于人体关节处的视图跟踪器2324；
通过所述视图跟踪器2324采集用户的动作变化，通过所述第一体感器2321、所述第二体感器2322及所述第三体感器2323向用户反馈体感信息。
与现有技术相比，本发明提供的基于应用于体育竞技的体感交互方法，通过设置由所述服务器向所述客户端主动发送开始游戏指令，改变了现有技术中客户端与服务器之间的交互关系，改善了现有技术中当服务器多并发的现象，可靠性更强；同时，实现了用户之间的交互，增强了游戏体验及真实性，真实感更强。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和修饰，这些改进和修饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种应用于体育竞技的体感交互方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S10、检测到服务器发送的开始游戏指令后，检测用户的动作信息，从所述动作信息中识别出用户的第一姿势；
步骤S20、如果所述第一姿势为进入游戏姿势，在单位时间内显示选择信息，所述选择信息用于提示用户输入第二姿势；
步骤S30、如果所述第二姿势为确认进入游戏姿势，所述服务器匹配2至5个用户同时进行游戏；
游戏中，同时监测多个用户的动作信息，并将多个用户的动作信息上传至所述服务器，所述服务器对多个用户的动作信息分析后将画面信息同步回传至各显示屏，并计算多个用户之间的碰撞接触信息后将不同的体感信息分别回传至各个用户的体感装置。
2.根据权利要求1所述的应用于体育竞技的体感交互方法，其特征在于，所述第一姿势还包括进入休息状态姿势、地形熟悉姿势及进入训练姿势，所述第二姿势还包括进入观战姿势及进入休息状态姿势。
3.根据权利要求1所述的应用于体育竞技的体感交互方法，其特征在于，识别出用户的第一姿势或识别出用户的第二姿势包括：
获得设定的姿势所涉及的关节点；从已检测到的所述动作信息中读取所述关节点的数据，其中，所述关节点的数据包括用户的关节点信息和时间戳信息；根据所述关节点的数据计算姿势的匹配参数值；根据所述匹配参数值识别出用户的第一姿势或第二姿势。
4.根据权利要求1所述的应用于体育竞技的体感交互方法，其特征在于，所述碰撞接触信息包括位置信息、方向信息、速度信息及力度信息，游戏中，用户通过所述显示屏获取游戏画面信息的同时，所述体感装置通过振动向用户反馈体感信息。
5.根据权利要求4所述的应用于体育竞技的体感交互方法，其特征在于，在所述服务器端，用户的操作使虚拟环境发生改变，且虚拟环境也可通过所述体感装置向用户反馈刺激，虚拟现实技术的整体过程通过数学模型的方式表达如下：
定义A(x)为选择变换函数，对用户在现实世界中的特定操作进行采集，则有：Bo＝A(o)，其中，O为现实世界中用户所有操作的状态集合，Bo为根据用户操作而采集到的相关数据；
为了方便Bo的传输，定义变换函数Co(x)，对数据进行变形，则有：B1＝Co(Bo)，其中，B1为变换后的用户操作数据；
之后，将数据B1传输至上位机，上位机需要对接收到的数据进行解析，定义解析函数C1(x)，则有：B2＝C1(B1)，其中，D2为上位机解析后的用户操作数据，上位机利用B2数据重建虚拟场景，重建过程定义为D(x)函数，则有：V＝D(B2)，其中，V为上位机重建的虚拟场景，则虚拟场景V为：
V＝D(C1(C0(A(0))))。
6.根据权利要求1所述的应用于体育镜及的体感交互系统，其特征在于，所述单位时间通过所述服务器设置，所述单位时间为5min-15min。
7.一种应用于体育竞技的体感交互系统，其特征在于，包括：
服务器；及
客户端，所述客户端用于检测服务器发送的开始游戏指令，所述服务器监测用户的动作信息，从所述动作信息中识别出用户的第一姿势；当所述第一姿势为进入游戏姿势时，所述客户端在单位时间内显示选择信息，所述选择信息用于提示用户输入第二姿势；当所述第二姿势为确认进入游戏姿势时，所述服务器匹配2至5个用户同时进行游戏；
游戏中，多个所述客户端同时监测多个用户的动作信息，并将多个用户的动作信息上传至所述服务器，所述服务器对多个用户的动作信息分析后将画面信息同步回传至各所述客户端，并计算多个用户之间的碰撞接触信息后将不同的体感信息分别回传至各个所述客户端。
8.根据权利要求7所述的应用于体育竞技的体感交互系统，其特征在于，所述客户端包括本地数据库，所述服务器包括云端数据库，所述本地数据库与所述云端数据库通信连接，所述本体数据库用于用户基本信息、项目基本配置文件和3D虚拟场景的储存，所述云端数据库用于用户数据备份、项目基本配置文件的备份、系统授权管理和支付管理。
9.根据权利要求8所述的应用于体育竞技的体感交互系统，其特征在于，所述本地数据库采用SQLite数据库，所述云端数据库的服务器逻辑采用PHP语言编写。
10.根据权利要求8所述的应用于体育竞技的体感交互系统，其特征在于，所述客户端还包括连接终端及与所述连接终端连接的控制终端，用户通过所述连接终端登录所述服务器，所述控制终端包括机架及设置于所述机架内的体感装置，所述体感装置包括设置于人体腿部的第一体感器、设置于人体腰部的第二体感器、设置于人体臂部的第三体感器及设置于人体关节处的视图跟踪器；
通过所述视图跟踪器采集用户的动作变化，通过所述第一体感器、所述第二体感器及所述第三体感器向用户反馈体感信息。
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