CN204990263U - 一种实时运动捕捉、交互的运动器材交互终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种实时运动捕捉、交互的运动器材交互终端，其中：终端外壳为一固定在健身器材外部的外壳；所述终端轨迹检测电路对终端外壳的当前运动轨迹进行实时采集，并将采集信号输出给第一无线终端；第一无线终端与终端轨迹检测电路连接，用于建立终端轨迹检测电路和交互控制器的无线通讯；电压转换电路将终端上电池输出的电能电压换成终端轨迹检测电路和第一无线终端需要的工作电压；第二无线终端与交互控制器连接，用于建立交互控制器和终端轨迹检测电路的无线通讯；交互控制器处理终端轨迹原始信号，实时转换成终端外壳位置和姿态信号，通过显示终端再现。本实用新型结构简单，操作便捷，有很好的交互性和娱乐性。

Description

一种实时运动捕捉、交互的运动器材交互终端

技术领域

本实用新型涉及运动娱乐交互领域，具体地，涉及一种实时运动捕捉、交互的运动器材交互终端。

背景技术

目前现有的健身器材只是操作者简单重复的运动，没有实时的与交互相结合，缺乏交互性和娱乐性，目前还没有出现针对实时交互的一种终端产品出现。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种实时运动捕捉、交互的运动器材交互终端，将终端、无线网络和终端运动状态结合在一起，能实时捕捉终端的运动状态；还可以将运动器材的各种动作作为交互动作，提高交互的交互性和娱乐性。

为实现以上目的，本实用新型提供一种实时运动捕捉、交互的运动器材交互终端，包括：终端外壳、终端轨迹检测电路、电压转换电路、第一无线终端、第二无线终端和交互控制器，其中：

所述终端外壳固定在现有运动健身器材外部，所述终端外壳内设有电池；

所述电压转换电路连接所述终端外壳的电池，将电池输出的电能电压转换成终端轨迹检测电路和第一无线终端所需要的工作电压；

所述终端轨迹检测电路对终端外壳的当前运动轨迹进行实时采集，并将采集信号输出给第一无线终端；

所述的第一无线终端，将所述终端轨迹检测电路的输出信号通过无线通讯发送给第二无线终端；

所述的第二无线终端，将所述第一无线终端发送的信号通过无线通讯发送给交互控制器；

所述交互控制器，将第二无线终端传递的终端外壳的运动状态物理量的原始信号实时转换成终端外壳的位置和姿态信号，通过显示终端显示。

优选地，所述的终端轨迹检测电路包括终端运动轨迹采集传感器和处理器，其中：

所述终端运动轨迹采集传感器，将终端外壳的当前运动轨迹进行实时采集并转换成数字量后传递给处理器；

所述处理器，将终端运动轨迹采集传感器采集的结果进行数字滤波、放大、轨迹模式识别处理，并将处理结果即终端外壳的运动状态物理量传递给第一无线终端进行发送。

优选地，所述的第一无线终端包括第一天线和第一数据编解码器，所述的第二无线终端包括第二天线和第二数据编解码器；终端轨迹检测电路的处理器将终端外壳的运动状态物理量经过第一数据编解码器后输出给第一天线，由第一天线无线发送给第二天线，然后经过第二数据编解码器后传递给交互控制器的输入端；

所述交互控制器的输出端经第二数据编解码器后输出给第二天线，由第二天线无线发送给第一天线，然后经过第一数据编解码器后传递给处理器。

更优选地，第一无线终端、第二无线终端的信号中进一步包括终端外壳电池容量、无线连接状态的参数。

优选地，所述的交互控制器包括：原始信号处理电路，所述原始信号处理电路，对第二无线终端传递的终端外壳的运动状态物理量的原始信号处理得到终端外壳的当前位置和姿态参数，通过显示终端再现。

优选地，所述交互控制器进一步包括控制电路和交互接口，控制电路输入端连接原始信号处理电路，控制电路识别出终端外壳的各种动作，将终端外壳的各种动作作为交互互动的控制信号，控制电路输出端连接交互接口，所述交互接口将控制信号传给显示终端，并通过显示终端再现。

优选地，所述的终端轨迹检测电路、第一无线终端和电压转换电路嵌入到终端外壳中，或者外挂在终端外壳上。

优选地，所述的第二无线终端嵌入到交互控制器中，或者外挂在交互控制器外。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

本实用新型结构简单，操作简便。本实用新型可以让用户将终端固定在现有的运动健身器材上，可以第一时间将运动信息进行采集，实现运动进行捕捉、识别，将运动健身器材的各种运动通过显示终端再现；进一步的，可以通过控制电路将识别出的动作作为互动的控制信号，对于使用者有很好的交互性和娱乐性，具有广泛推广意义。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型一实施例的结构示意图；

图1中：1-终端外壳，2-终端轨迹检测电路，3-第一无线终端，4-电压转换电路，5-第二无线终端，6-交互控制器；

图2为本实用新型一实施例中终端轨迹检测电路和第一无线终端示意图；

图2中：7-终端运动轨迹采集传感器；8-处理器；9-天线；10-数据编解码器；

图3、4为本实用新型一实施例中的电压转换电路示意图；

图5为本实用新型一实施例中的终端加速度和俯仰、翻滚和偏摆等姿态检测电路的示意图；

图6为本实用新型一实施例中的终端角加速度检测电路的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，一种实时运动捕捉、交互的运动器材交互终端，包括终端外壳1、终端轨迹检测电路2、第一无线终端3、电压转换电路4、第二无线终端5和交互控制器6，所述的终端轨迹检测电路2、第一无线终端3和电压转换电路4，嵌入到终端外壳中或者外挂在终端外壳上。所述的第二无线终端5嵌入到交互控制器6中或者外挂在交互控制器6外。所述终端外壳1内设有电池；所述电压转换电路4的输入端连接终端外壳1上电池，输出端连接终端轨迹检测电路2和第一无线终端3；所述终端轨迹检测电路2的一端连接终端外壳1，另一端连接第一无线终端3；第一无线终端3的一端连接终端轨迹检测电路2，另一端连接第二无线终端5，第二无线终端5的另一端连接交互控制器6。具体的：

所述终端外壳1为一种可固定在现有运动健身器材外部的塑料或金属外壳，方便拆卸固定；

所述电压转换电路4，将终端外壳1上电池输出的电能电压换成终端轨迹检测电路2和第一无线终端3所需要的工作电压；

所述终端轨迹检测电路2，用于采集终端外壳1的运动状态物理量并进行数字化处理，将处理结果传递给第一无线终端3；

所述的第一无线终端3，与终端轨迹检测电路2连接，将所述终端轨迹检测电路2的输出信号通过无线通讯发送给第二无线终端5；

所述的第二无线终端5，与交互控制器6连接，将所述第一无线终端3发送的结果通过无线通讯发送给交互控制器6；

所述交互控制器6，将第二无线终端5传递的终端外壳1的运动状态物理量的原始信号实时转换成终端外壳1的位置和姿态信号，通过显示终端显示。

所述的运动状态物理量，包括终端外壳的速度、加速度、角速度、角加速度、俯仰、翻滚和偏摆中的一种或多种。

如图1、2所示，所述终端轨迹检测电路2包含终端运动轨迹采集传感器7和处理器8，终端运动轨迹采集传感器7的一端连接终端外壳1，另一端连接处理器8，处理器8的另一端连接第一无线终端3。

所述第一无线终端3包括天线9和数据编解码器10，所述第二无线终端5包括天线和数据编解码器；其中：终端运动轨迹采集传感器7实时采集终端外壳1的当前运动轨迹物理量，并转换成处理器8可以采集的电信号后传递给处理器8；处理器8将终端运动轨迹采集传感器7传递的电信号进行数字信号处理，得到终端外壳1的运动状态物理量，并结合当前工作状态传递给第一无线终端3的数据编解码器10；所述数据编解码器10进行编码后输出给第一无线终端3的天线9，由天线9无线发送给第二无线终端5的天线，然后经过第二无线终端5的数据编解码器进行解码处理，并将处理后的信号传递给交互控制器6的输入端；交互控制器6的输出端将轨迹检测所需的俯仰、翻滚、偏摆等信号通过第二无线终端5的数据编解码器后进行编码后输出给第二无线终端5的天线，由第二无线终端5的天线无线发送给第一无线终端3的天线9，然后经过第一无线终端3的数据编解码器10进行解码处理，将处理后的信号传递给处理器8。

在另一优选的实施方式中，所述处理器8包括数字滤波电路、放大电路、轨迹识别处理电路，数字滤波电路的输入端连接终端运动轨迹采集传感器采集的输出端，数字滤波电路的输出端连接放大电路的输入端，放大电路的输出端连接轨迹识别处理电路的输入端，接轨迹识别处理电路的输出端连接第一无线终端。具体的，处理器8可以采用现有的数字信号处理器实现。

在另一优选的实施方式中，所述的交互控制器6包括：原始信号处理电路，所述原始信号处理电路，对第二无线终端5传递的终端外壳1的运动状态物理量的原始信号处理得到终端外壳1的当前位置和姿态参数，通过显示终端再现。

优选地，所述交互控制器6进一步包括控制电路和交互接口，控制电路输入端连接原始信号处理电路，控制电路识别出终端外壳的各种动作，将终端外壳1的各种动作作为交互互动的控制信号，控制电路输出端连接交互接口，所述交互接口将控制信号传给显示终端，并通过显示终端再现。

如图3、4所示，作为一个优选实施方式，所述电压转换电路4将终端外壳1上电池输出的电能电压换成终端轨迹检测电路2和第一无线终端3所需要的工作电压；如图3所示可以使用直流开关电源，如图4所示也可以使用线性电源。

作为一个优选实施方式，所述终端轨迹检测电路2中的运动状态物理量加速度、俯仰、翻滚和偏摆等姿态信号可以采用如图5所示的传感器IC，使用飞思卡尔FXOS8700CQ6轴传感器，可以测量X、Y、Z方向的加速度和地磁信号从而解算出终端外壳1所固定的运动健身器材的加速度和姿态信息，并将信号传递给处理器8。

作为一个优选实施方式，所述终端轨迹检测电路2中的运动状态物理量角加速度信号可以采用如图6所示的传感器IC，使用飞思卡尔FXAS21002C3轴陀螺仪传感器，可以测量X、Y、Z轴向的角加速度信号，并将信号传递给处理器8。

所述第一无线终端3、所述终端轨迹检测电路2中的处理器8可以采用Freescale公司的集成2.4GHZ射频的32位处理器MC13224V来实现WIFI、蓝牙等无线信号交互。

所述的交互控制器可以采用集成电路或者芯片实现，终端轨迹检测电路2中的处理器8也可以采用逻辑组合电路或者芯片实现，同时，本实用新型的第一无线终端3、第二无线终端5也可以分别采用无线芯片实现，数据编解码器采用现有的产品。

上述实施例的实时运动捕捉、交互的运动器材交互终端，通过第一无线终端、第二无线终端与显示终端进行信号交流，用户将交互终端外壳固定在现有的运动运动健身器材上，可以第一时间将运动信息进行捕捉，识别，将运动健身器材的各种运动处理成交互控制信号，并通过控制电路与游戏交互，对于使用者有很好的交互性和娱乐性。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (8)

1.一种实时运动捕捉、交互的运动器材交互终端，其特征在于，包括：终端外壳、终端轨迹检测电路、电压转换电路、第一无线终端、第二无线终端和交互控制器，其中：

所述终端外壳固定在现有运动健身器材外部，所述终端外壳内设有电池；

所述电压转换电路连接所述终端外壳的电池，将电池输出的电能电压转换成终端轨迹检测电路和第一无线终端所需要的工作电压；

所述终端轨迹检测电路对终端外壳的当前运动轨迹进行实时采集，并将采集信号输出给第一无线终端；

所述的第一无线终端，将所述终端轨迹检测电路的输出信号通过无线通讯发送给第二无线终端；

所述的第二无线终端，将所述第一无线终端发送的信号通过无线通讯发送给交互控制器；

所述交互控制器，将第二无线终端传递的终端外壳的运动状态物理量的原始信号实时转换成终端外壳的位置和姿态信号，通过显示终端显示。

2.根据权利要求1所述的一种实时运动捕捉、交互的运动器材交互终端，其特征在于，所述的终端轨迹检测电路包括终端运动轨迹采集传感器和处理器，其中：

所述终端运动轨迹采集传感器，将终端外壳的当前运动轨迹进行实时采集并转换成数字量后传递给处理器；

所述处理器，将终端运动轨迹采集传感器采集的结果进行数字滤波、放大、轨迹模式识别处理，并将处理结果即终端外壳的运动状态物理量传递给第一无线终端进行发送。

3.根据权利要求2所述的一种实时运动捕捉、交互的运动器材交互终端，其特征在于，所述处理器包括数字滤波电路、放大电路、轨迹识别处理电路，数字滤波电路的输入端连接终端运动轨迹采集传感器采集的输出端，数字滤波电路的输出端连接放大电路的输入端，放大电路的输出端连接轨迹识别处理电路的输入端，轨迹识别处理电路的输出端连接第一无线终端。

4.根据权利要求2所述的一种实时运动捕捉、交互的运动器材交互终端，其特征在于，所述的第一无线终端包括第一天线和第一数据编解码器，所述的第二无线终端包括第二天线和第二数据编解码器；终端轨迹检测电路的处理器将终端外壳的运动状态物理量经过第一数据编解码器后输出给第一天线，由第一天线无线发送给第二天线，然后经过第二数据编解码器后传递给交互控制器的输入端；所述交互控制器的输出端再经第二数据编解码器后连接到第二天线，由第二天线将交互控制器的输出无线发送给第一天线，然后经过第一数据编解码器后传递给所述终端轨迹检测电路的处理器。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种实时运动捕捉、交互的运动器材交互终端，其特征在于，所述的交互控制器包括：原始信号处理电路，所述原始信号处理电路，对第二无线终端传递的终端外壳的运动状态物理量的原始信号进行处理，得到终端外壳的当前位置和姿态参数，通过显示终端再现。

6.根据权利要求5所述的一种实时运动捕捉、交互的运动器材交互终端，其特征在于，所述交互控制器进一步包括控制电路和交互接口，控制电路输入端连接原始信号处理电路，控制电路识别出终端外壳的各种动作，将终端外壳的各种动作作为交互互动的控制信号，控制电路输出端连接交互接口，所述交互接口将控制信号传给显示终端，并通过显示终端再现。

7.根据权利要求1-4任一项所述的一种实时运动捕捉、交互的运动器材交互终端，其特征在于，所述的终端轨迹检测电路、第一无线终端和电压转换电路嵌入到终端外壳中，或者外挂在终端外壳上。

8.根据权利要求1-4任一项所述的一种实时运动捕捉、交互的运动器材交互终端，其特征在于，所述的第二无线终端嵌入到交互控制器中，或者外挂在交互控制器外。