CN114494421A

CN114494421A - 虚拟现实游戏安全保护系统、方法以及虚拟现实游戏

Info

Publication number: CN114494421A
Application number: CN202210115238.3A
Authority: CN
Inventors: 庞莹莹
Original assignee: Beijing Yizhilian Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Yizhilian Technology Co ltd
Priority date: 2022-02-06
Filing date: 2022-02-06
Publication date: 2022-05-13

Abstract

一种虚拟现实（VR）游戏安全保护系统、方法以及虚拟现实（VR）游戏，包括：虚拟现实显示部，向用户提供虚拟现实游戏的显示画面；用户信息获取部，获取用户的身体特征参数；图像获取部，获取用户安全区域内的物体位置以及用户的实时位置参数；用户动作获取部，获取用户在后续特定时间内需要进行的肢体动作；碰撞判定部，判断用户在后续特定时间内的肢体动作是否会与用户安全区域内的物体进行碰撞；闪避角度计算部，确定用户的闪避角度；用户角度调整部，调整用户实时位置的角度，使用户在后续特定时间内的肢体动作不会与物体进行碰撞。

Description

虚拟现实游戏安全保护系统、方法以及虚拟现实游戏

技术领域

本发明涉及虚拟现实（VR）设备技术，尤其是涉及一种虚拟现实（VR）游戏安全保护系统。

背景技术

虚拟现实是增强现实与混合现实的统一概念，肇始于借助计算机及相关技术生成模拟现实的虚拟环境，是以必备装备为依托提升体验者的知觉感受的前沿技术。随着人工智能和计算机视觉图像处理技术的发展，虚拟现实视景仿真技术逐渐应用于三维游戏中

虚拟现实技术本身的主要特点就是给人以身临其境的感觉，这项技术的全面推进能够让人们不仅从视觉、听觉中感受到虚拟世界的梦幻，也能让人的感官也进入到虚拟现实系统之中，用身体和思维对当前所处的环境进行设想。“VR+游戏”又名“Virtual realitygame”，是基于计算机技术和虚拟现实头盔的产业延伸。在此之中，游戏体验将在可交互的虚拟场景中穿梭过去与未来。虚拟现实在游戏产业中的应用主要体现在游戏知觉体验上，使用者沉浸于新情境体验中，并能够与虚拟空间内的事物进行自由互动。

近年来，随着低成本头戴式显示器（head-mounted-display，ＨＭＤ）的出现，沉浸式虚拟现实设备在普通用户中得以普及。对于使用HMD的游戏用户，其在游戏过程中由于只能看到虚拟场景中的图像，对于现实空间内的人和物体，在用户游戏的过程中可能进入用户的运动区域，用户戴着HMD设备时无法看见这些物体，导致在游戏过程中触碰这些物体，存在安全隐患。

现有技术中，为了实现虚拟现实游戏的安全保护，同时通过传感器对于用户触碰范围内的物体进行危险提示的方式，例如CN105204625A以及CN106919254A等发明专利所提出的，根据用户在预设时间内的每个肢体动作、初始位置和身体特征信息，确定用户在进行每个肢体动作时的移动范围，进一步根据用户在进行每个肢体动作时的移动范围以及拍摄范围内的物体的位置，确定用户在执行每个肢体动作时和拍摄范围内的物体是否会发生碰撞，若会发生碰撞，则发出提示信息；或者将现实空间中的物体叠加在虚拟现实空间中显示，给予用户提示，例如CN110503001A发明专利中所提出的。然而，用户在收到这些提示信息后，为了不进行碰撞，需要停下游戏节奏，根据障碍物体的位置调整自身位置后或者调整物体的位置继续游戏，导致影响游戏的体验。

现有技术文献一：CN105204625A；

现有技术文献二：CN106919254A；

现有技术文献三：CN110503001A。

发明内容

本发明提供一种虚拟现实（VR）游戏安全保护系统，其能够避免用户在游戏过程中与障碍物发生碰撞，同时不会影响用户进行游戏的节奏。

本发明解决上述问题的一个方面，提供一种虚拟现实（VR）游戏安全保护系统，包括：虚拟现实显示部，用于向用户提供虚拟现实（VR）游戏的显示画面；用户信息获取部，用于获取用户的身体特征参数；图像获取部，用于获取用户安全区域内的物体位置以及用户的实时位置参数；用户动作获取部，用于获取用户在后续特定时间内需要进行的肢体动作；碰撞判定部，用于根据图像获取部的信息以及用户的身体特征参数判断用户在后续特定时间内的肢体动作是否会与用户安全区域内的物体进行碰撞；闪避角度计算部，在碰撞判定部确定用户在后续特定时间内进行的肢体动作会与用户安全区域内的物体进行碰撞时，根据用户的实时位置、用户在后续特定时间内进行的肢体动作以及物体位置，确定用户的闪避角度；用户角度调整部，其根据闪避角度计算部计算的用户闪避角度，调整用户实时位置的角度，使用户在后续特定时间内的肢体动作不会与用户安全区域内的物体进行碰撞。

进一步的，所述虚拟现实显示部为头戴式虚拟现实设备。

进一步的，所述用户的身体特征参数包括用户的四肢长度。

进一步的，所述后续特定时间为5~10s。

进一步的，所述用户的身体特征参数通过用户输入或者图像传感器采集用户图像的方式确定。

进一步的，所述图像获取部为连续摄像单元。

进一步的，所述用户安全区域为以用户为中心的安全半径以内的圆形区域。

进一步的，所述安全半径依据用户的身体特征参数确定。

进一步的，所述安全半径为用户腿长的1.5倍。

进一步的，所述的物体位置参数包括以用户为极点，用户正面方向为极轴的位置坐标范围。

进一步的，用户在后续特定时间内需要进行的肢体动作包括手部或者脚部向特定方向的挥动动作。

进一步的，所述碰撞判定部根据用户动作获取部获取的用户在后续特定时间内需要进行的肢体动作，确定其后续动作的运动范围，判断所述物体位置是否位于该运动范围内，如果位于该运动范围内则判断将会进行碰撞，否则判断该不会进行碰撞。

进一步的，所述闪避角度计算部根据如下方式确定用户的闪避角度：（1）确定用户挥动动作方向与用户正面方向的第一角度；（2）设置以第一角度为中心，具有挥动误差角度的第一角度范围；（3）确定以用户为中心，物体沿弧向两个侧面相对于用户的第二角度范围；（4）确定第一角度范围和第二角度范围的重叠角度；（5）设置闪避角度使用户旋转所述闪避角度后，所述第一角度范围和所述第二角度范围没有重叠角度。

进一步的，所述挥动误差角度为20~30度。

进一步的，所述用户角度调整部包括站立部，支撑部，旋转轴以及驱动电机，所述站立部用于用户站立其上，通过旋转轴设置于支撑部上方，所述驱动电机能够驱动所述旋转轴转动指定角度。

进一步的，所述站立部为圆形，其半径为所述安全区域的一半。

进一步的，所述用户角度调整部还包括锁止部，其在站立部旋转到指定角度后进行锁止。

作为本发明解决上述技术问题的另一方面，提供一种虚拟现实（VR）游戏安全保护方法，包括：获取用户的身体特征参数；获取用户安全区域内的物体位置以及用户的实时位置参数；获取用户在后续特定时间内需要进行的肢体动作；判断用户在后续特定时间内的肢体动作是否会与用户安全区域内的物体进行碰撞；确定用户在后续特定时间内进行的肢体动作会与用户安全区域内的物体进行碰撞时，根据用户的实时位置、用户在后续特定时间内进行的肢体动作以及物体位置，确定用户的闪避角度；调整用户实时位置的角度，使用户在后续特定时间内的肢体动作不会与用户安全区域内的物体进行碰撞。

进一步的，提供一种虚拟现实（VR）游戏，其包括计算机程序，所述计算机程序用于实现上述权利要求的虚拟现实（VR）游戏安全保护方法。

进一步的，提供一种虚拟（VR）游戏设备，其包括计算机存储介质，所述计算机存储介质存储计算机程序，所述计算机程序用于实现上述权利要求的虚拟现实（VR）游戏安全保护方法。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将使用实施例对本发明进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些实施例获取其他的技术方案，也属于本发明的公开范围。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本发明实施例的虚拟现实（VR）游戏安全保护系统，用于用户在使用头戴式虚拟现实设备进行游戏时，避免与移动到用户周围的障碍物进行碰撞导致的危险。实施例的虚拟现实（VR）游戏安全保护系统包括虚拟现实显示部，用户信息获取部，图像获取部，用户动作获取部，碰撞判定部，闪避角度计算部以及用户角度调整部。

虚拟现实显示部，用于向用户提供虚拟现实（VR）游戏的显示画面；虚拟现实显示部可以是头戴式虚拟现实设备，用于给用户提供沉浸式虚拟现实游戏体验。用户信息获取部，用于获取用户的身体特征参数，用户的身体特征参数可以包括用户的四肢长度。用户的身体特征参数可以是用户通过人机交互设备例如触摸屏输入或者通过图像传感器采集用户图像，根据获取的用户图像，确定用户的身体特征参数。

图像获取部，用于获取用户安全区域内的物体位置以及用户的实时位置参数。图像获取部可以是设置于用户头盔的360度摄像装置，用于获取用户周围区域的图像，根据用户周围区域的图像，确定用户安全区域内的物体位置以及用户的实时位置参数。其中，用户安全区域为以用户为中心的安全半径以内的圆形区域，可以根据用户的身体特征参数设置安全区域，例如可以设置安全半径为用户腿长的1.5倍。用户安全区域内的物体位置参数为以用户位置为极点，用户正面方向为极轴的极坐标值范围。

动作获取部，用于获取用户在后续特定时间内需要进行的肢体动作；动作获取部根据游戏的设置，获取用户在后续特定时间例如5~10s内的肢体动作，在本发明实施例中，用户在游戏中仅进行向特定方向挥动四肢的动作，例如触摸，出拳，出脚等不进行大范围的位置改变的动作。碰撞判定部，用于根据图像获取部的信息以及用户的身体特征参数判断用户在后续特定时间内的肢体动作是否会与用户安全区域内的物体进行碰撞；具体的，碰撞判定部根据用户动作获取部获取的用户在后续特定时间内需要进行的肢体动作，确定用户后续动作的运动范围，判断所述物体位置是否位于该运动范围内，如果位于该运动范围内则判断将会进行碰撞，否则判断该不会进行碰撞。

闪避角度计算部，在碰撞判定部确定用户在后续特定时间内进行的肢体动作会与用户安全区域内的物体进行碰撞时，根据用户的实时位置、用户在后续特定时间内进行的肢体动作以及物体位置，确定用户的闪避角度；

用户角度调整部，其根据闪避角度计算部计算的用户闪避角度，调整用户实时位置的角度，使用户在后续特定时间内的肢体动作不会与用户安全区域内的物体进行碰撞。具体的，闪避角度计算部根据如下方式确定用户的闪避角度：在用户为极点，用户正面方向为极轴的极坐标中，（1）确定用户挥动动作方向与用户正面方向的第一角度；（2）设置以第一角度为中心，具有挥动误差角度的第一角度范围；挥动误差角度可以设置为例如20~30度；（3）确定以用户为中心，物体沿弧向两个侧面相对于用户的第二角度范围；（4）确定第一角度范围和第二角度范围的重叠角度；（5）设置闪避角度使用户旋转所述闪避角度后，所述第一角度范围和所述第二角度范围没有重叠角度。例如，用户在下一时刻内将进行左手30度的拳击动作，设置误差角度为20度，则第一角度范围为10~50度；障碍物的左侧面极坐标为（s，20），右侧面积坐标为（s，30），其中极径s小于用户的上肢长度，确定第二角度范围为20~30度；第一角度范围和第二角度范围的重叠角度为20~30度；则设置闪避角度为-30度，从而使第一角度范围变成-20~20度。

用户角度调整部，根据闪避角度计算部计算的用户闪避角度，调整用户实时位置的角度，使用户在后续特定时间内的肢体动作不会与用户安全区域内的物体进行碰撞。用户角度调整部可以包括站立部，支撑部，旋转轴以及驱动电机。站立部可以是圆形转盘，其半径为安全区域半径的一半，用于用户站立其上。站立部通过旋转轴设置于支撑部上方，驱动电机能够驱动所述旋转轴转动指定角度。用户角度调整部还包括锁止部，其在站立部旋转到指定角度后进行锁止。例如上述实施例中，当闪避角度为-30度时，用户角度调整部顺时针旋转30度，从而使用户在下一时间进行动作时，不会与障碍物发生碰撞，保证用户的安全，同时也不需要提醒用户进行避让，保证用户游戏的流畅性。

本发明实施例还提供用于上述虚拟现实（VR）游戏安全保护系统的虚拟现实（VR）游戏安全保护方法，包括：获取用户的身体特征参数；获取用户安全区域内的物体位置以及用户的实时位置参数；获取用户在后续特定时间内需要进行的肢体动作；判断用户在后续特定时间内的肢体动作是否会与用户安全区域内的物体进行碰撞；确定用户在后续特定时间内进行的肢体动作会与用户安全区域内的物体进行碰撞时，根据用户的实时位置、用户在后续特定时间内进行的肢体动作以及物体位置，确定用户的闪避角度；调整用户实时位置的角度，使用户在后续特定时间内的肢体动作不会与用户安全区域内的物体进行碰撞。

进一步的，本发明实施例还提供一种虚拟现实（VR）游戏，其包括计算机程序，所述计算机程序用于实现上述的虚拟现实（VR）游戏安全保护方法。

进一步的，本发明实施例还提供一种虚拟（VR）游戏设备，其包括计算机存储介质，所述计算机存储介质存储计算机程序，所述计算机程序用于实现上述的虚拟现实（VR）游戏安全保护方法。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述公开内容之后，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，在不脱离本发明原理前提下，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种虚拟现实（VR）游戏安全保护系统，包括：虚拟现实显示部，用于向用户提供虚拟现实（VR）游戏的显示画面；用户信息获取部，用于获取用户的身体特征参数；图像获取部，用于获取用户安全区域内的物体位置以及用户的实时位置参数；用户动作获取部，用于获取用户在后续特定时间内需要进行的肢体动作；碰撞判定部，用于根据图像获取部的信息以及用户的身体特征参数判断用户在后续特定时间内的肢体动作是否会与用户安全区域内的物体进行碰撞；闪避角度计算部，在碰撞判定部确定用户在后续特定时间内进行的肢体动作会与用户安全区域内的物体进行碰撞时，根据用户的实时位置、用户在后续特定时间内进行的肢体动作以及物体位置，确定用户的闪避角度；用户角度调整部，其根据闪避角度计算部计算的用户闪避角度，调整用户实时位置的角度，使用户在后续特定时间内的肢体动作不会与用户安全区域内的物体进行碰撞。

2.根据权利要求1所述的虚拟现实（VR）游戏安全保护系统，其特征在于：所述用户的身体特征参数包括用户的四肢长度。

3.根据权利要求1所述的虚拟现实（VR）游戏安全保护系统，其特征在于：所述后续特定时间为5~10s。

4.根据权利要求1所述的虚拟现实（VR）游戏安全保护系统，其特征在于：所述用户的身体特征参数通过用户输入或者图像传感器采集用户图像的方式确定。

5.根据权利要求1所述的虚拟现实（VR）游戏安全保护系统，其特征在于：所述图像获取部为连续摄像单元。

6.根据权利要求1所述的虚拟现实（VR）游戏安全保护系统，其特征在于：所述用户安全区域为以用户为中心的安全半径以内的圆形区域。

7.根据权利要求1所述的虚拟现实（VR）游戏安全保护系统，其特征在于：所述碰撞判定部根据用户动作获取部获取的用户在后续特定时间内需要进行的肢体动作，确定其后续动作的运动范围，判断所述物体位置是否位于该运动范围内，如果位于该运动范围内则判断将会进行碰撞，否则判断该不会进行碰撞。

8.一种用于上述权利要求之一所述的虚拟现实（VR）游戏安全保护系统的虚拟现实（VR）游戏安全保护方法，包括：获取用户的身体特征参数；获取用户安全区域内的物体位置以及用户的实时位置参数；获取用户在后续特定时间内需要进行的肢体动作；判断用户在后续特定时间内的肢体动作是否会与用户安全区域内的物体进行碰撞；确定用户在后续特定时间内进行的肢体动作会与用户安全区域内的物体进行碰撞时，根据用户的实时位置、用户在后续特定时间内进行的肢体动作以及物体位置，确定用户的闪避角度；调整用户实时位置的角度，使用户在后续特定时间内的肢体动作不会与用户安全区域内的物体进行碰撞。

9.一种虚拟（VR）游戏系统，其包括计算机存储介质，所述计算机存储介质存储计算机程序，所述计算机程序用于实现上述权利要求8所述的虚拟现实（VR）游戏安全保护方法。

10.一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储计算机程序，所述计算机程序用于实现上述权利要求8所述的虚拟现实（VR）游戏安全保护方法。