CN207237213U - 配合传感器的增强现实滑雪辅助训练系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种配合传感器的增强现实滑雪辅助训练系统。该系统包括：九轴传感器、与所述九轴传感器通讯连接的头戴式AR显示装置，可通过九轴传感器实时采集滑雪者的滑雪动作数据，并利用头戴式AR显示装置的中央处理器进行动作还原，同时将还原后的滑雪者的滑雪动作与标准的滑雪动作进行比对，并根据比对结果生成相应的指导信息，再将指导信息通过头戴式AR显示装置的穿透视显示器显示到滑雪者的视野中，实现对滑雪者的滑雪动作的实时纠正，能够提升滑雪训练的训练效果，降低滑雪训练的培训成本。

Description

配合传感器的增强现实滑雪辅助训练系统

技术领域

本实用新型涉及增强现实技术领域，尤其涉及一种配合传感器的增强现实滑雪辅助训练系统。

背景技术

随着社会的发展，各个行业的进步都为生活质量的提高做出了卓越贡献。其中，虚拟现实(Virtual Reality，VR)技术的出现极大地丰富了人们的生活，虚拟现实技术通过计算机生成一种模拟环境，并结合采集的图像信息实现交互式的三维视景和行为，从而使用户沉浸到模拟环境中，实现人与虚拟现实环境的交互，达到身临奇境的体验。

目前，包括VR眼镜在内的各类头戴式虚拟现实设备是市面上最常见的虚拟现实设备，用户通过配戴头戴式虚拟现实设备将对外界的视觉、听觉封闭，头戴式虚拟现实设备在对应左右眼的屏幕上分别显示左右眼的图像，人眼获取这种带有差异的信息后在脑海中产生立体感，引导用户产生一种身在虚拟环境中的感觉，通过头戴式虚拟现实设备显示不同的图像能够模拟出各种各样的场景与环境，从而将虚拟技术应用各种各样的场景之中。

由虚拟现实技术发展而来的增强现实(Augmented Reality，AR)技术是将虚拟的信息叠加到真实世界中，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验，不同于虚拟现实技术，采用增强现实技术用户不仅能够看到由计算机生成的虚拟信息，还能够看到现有世界的真实信息，临场感与真实感都更强。

近年来，滑雪运动已成为一项非常受欢迎的冬季体育项目，滑雪时滑雪运动员穿着专业的滑雪橇通过滑动滑雪杆在被雪覆盖的面上进行滑动，对于场地、器材、以及天气的要求非常高，受制于此，人们进行滑雪训练机会非常有限，利用有限的滑雪训练机会快速掌握滑雪技巧对于普通人来说难度非常大，传统的滑雪教学方法都是先由教练示范滑雪动作，学员再根据教练的动作进练习，但学员在练习时动作常常出错，而教练往往也因为需要顾及多个学员难以及时发现，导致学员不能及时纠正错误学习到正确的滑雪动作，而采用一对一人工教学的费用又非常昂贵，对滑雪运动的普及带来了障碍，因此，需要提供一种滑雪训练辅助设备来辅助学员进行滑雪训练，以及时指导纠正学员的滑雪动作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种配合传感器的增强现实滑雪辅助训练系统，能够提升滑雪训练的训练效果，降低滑雪训练的培训成本。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种配合传感器的增强现实滑雪辅助训练系统，包括：九轴传感器、与所述九轴传感器通讯连接的头戴式AR显示装置；

所述头戴式AR显示装置包括：中央处理器、与所述中央处理器通讯连接的存储器以及穿透式显示器，所述存储器中保存有标准的滑雪动作；

所述九轴传感器包括：分设于所述滑雪者使用的两滑雪杖的顶部或所述滑雪者的两手腕处的两第一九轴传感器、分设于两滑雪者使用的两滑雪板上或所述滑雪者的两脚踝处的两第二九轴传感器、分设于所述滑雪者腰部的两侧的两第三九轴传感器、分设于所述滑雪者两上臂处的两第四九轴传感器、设于所述滑雪者的头部的第五九轴传感器、分设于所述滑雪者的两大腿上的两第六九轴传感器、以及分设于所述滑雪者臀部的两侧的两第七九轴传感器。

所述存储器中保存的标准的滑雪动作包括：标准的滑雪双手动作、双脚动作、腰部动作、两上臂动作、头部动作、两大腿动作、及臀部动作。

所述头戴式AR显示装置还包括：摄像头和TOF传感器，所述摄像头和TOF传感器均与所述中央处理器通讯连接；

所述标准的滑雪双手动作、双脚动作、腰部动作、两上臂动作、头部动作、两大腿动作、及臀部动作包括：分别对应于多种滑雪场景的多个标准的滑雪双手动作、双脚动作、腰部动作、两上臂动作、头部动作、两大腿动作、及臀部动作。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供一种配合传感器的增强现实滑雪辅助训练系统，包括：九轴传感器、与所述九轴传感器通讯连接的头戴式AR显示装置，可通过九轴传感器实时采集滑雪者的滑雪动作数据，并利用头戴式AR显示装置的中央处理器进行动作还原，同时将还原后的滑雪者的滑雪动作与标准的滑雪动作进行比对，并根据比对结果生成相应的指导信息，再将指导信息通过头戴式AR显示装置的穿透视显示器显示到滑雪者的视野中，实现对滑雪者的滑雪动作的实时纠正，能够提升滑雪训练的训练效果，降低滑雪训练的培训成本。

附图说明

为了能更进一步了解本实用新型的特征以及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。

附图中，

图1为本实用新型的配合传感器的增强现实滑雪辅助训练系统的结构图；

图2为本实用新型的配合传感器的增强现实滑雪辅助训练系统的佩戴位置示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型所采取的技术手段及其效果，以下结合本实用新型的优选实施例及其附图进行详细描述。

请参阅图1，本实用新型提供一种配合传感器的增强现实滑雪辅助训练系统，包括：九轴传感器1、与所述九轴传感器1通讯连接的头戴式AR显示装置2。

其中，所述头戴式AR显示装置2包括：中央处理器21、与所述中央处理器21通讯连接的存储器22以及穿透式显示器23，所述存储器22中保存有标准的滑雪动作；

所述九轴传感器1包括：所述九轴传感器1包括：两分别用于采集滑雪者的双手动作数据的第一九轴传感器11、两分别用于采集滑雪者的双脚动作数据的第二九轴传感器12、两分别用于采集滑雪者的腰部动作数据的第三九轴传感器13、两分别用于采集滑雪者的两上臂动作数据的第四九轴传感器14、一用于采集滑雪者的头部动作数据的第五九轴传感器15、两分别用于采集滑雪者的两大腿部动作数据的第六九轴传感器16、和两分别用于采集滑雪者的臀部两侧动作数据的第七九轴传感器17。

具体地，所述中央处理器21用于根据九轴传感器1采集到的滑雪者的双手动作数据、双脚动作数据、腰部动作数据、两上臂动作数据、头部动作数据、两大腿动作数据、及臀部动作数据还原滑雪者的双手动作、双脚动作、腰部动作、两上臂动作、头部动作、两大腿动作、及臀部动作，并将滑雪者的双手动作、双脚动作、腰部动作、两上臂动作、头部动作、两大腿动作、及臀部动作分别与存储器22中的标准的滑雪动作进行比对，得出比对结果，并根据比对结果给出相应的指导信息；所述穿透式显示器23，用于实时显示中央处理器21给出的指导信息。

具体地，如图2所示，所述两第一九轴传感器11可分设于所述滑雪者使用的两滑雪杖的顶部或所述滑雪者的两手腕处，所述两第二九轴传感器12可分设于两滑雪者使用的两滑雪板上或所述滑雪者的两脚踝处，以便于采集滑雪者的双手及双脚动作数据，所述两第三九轴传感器13分设于所述滑雪者腰部的两侧，所述两第四九轴传感器14分设于所述滑雪者两上臂处，所述第五九轴传感器15设于所述滑雪者的头部，所述两第六九轴传感器16分设于所述滑雪者的两大腿上，所述两第七九轴传感器15分设于所述滑雪者臀部的两侧。

进一步地，所述第三六轴传感器13、第四六轴传感器14、第五六轴传感器15、第六轴传感器16可以分别做成腰带、臂环、腿环、及头带的形式佩戴与滑雪者的腰部、上臂、大腿、及头部。

具体地，所述存储器中保存的标准的滑雪动作包括：标准的滑雪双手动作、双脚动作、腰部动作、两上臂动作、头部动作、两大腿动作、及臀部动作。

进一步地，所述头戴式AR显示装置2还包括：摄像头24和TOF传感器25，所述摄像头24和TOF传感器25均与所述中央处理器21通讯连接；所述标准的滑雪双手动作、双脚动作、腰部动作、两上臂动作、头部动作、两大腿动作、及臀部动作包括：分别对应于多种滑雪场景的多个标准的滑雪双手动作、双脚动作、腰部动作、两上臂动作、头部动作、两大腿动作、及臀部动作。

其中，所述摄像头24和TOF传感器25用于实时采集滑雪者眼前的滑雪道状况，所述中央处理器21根据滑雪者眼前的滑雪道状况确定当前的滑雪场景，并根据当前的滑雪场景选定与当前滑雪场景对应的标准的滑雪所述存储器中保存的标准的滑雪动作包括：标准的滑雪双手动作、双脚动作、腰部动作、两上臂动作、头部动作、两大腿动作、及臀部动作与当前采集到的滑雪者双手动作、双脚动作、腰部动作、两上臂动作、头部动作、两大腿动作、及臀部动作进行比对。

详细地，所述中央处理器21给出的指导信息包括：当前滑雪者的双手动作、双脚动作、腰部动作、两上臂动作、头部动作、两大腿动作、及臀部动作与当前滑雪场景对应的标准的滑雪双手动作、双脚动作、腰部动作、两上臂动作、头部动作、两大腿动作、及臀部动作的区别、以及当前滑雪场景对应的标准的滑雪双手动作、双脚动作、腰部动作、两上臂动作、头部动作、两大腿动作、及臀部动作，以便于滑雪者知晓当前滑雪动作是否标准，及时纠正自己的滑雪动作。

特别地，所述中央处理器21还用于将还原出的滑雪者双手动作、双脚动作、腰部动作、两上臂动作、头部动作、两大腿动作、及臀部动作保存到存储器22，滑雪者在滑雪训练完成之后，可以从存储器22中调出该次训练全部滑雪动作，并对该次训练进行整体分析，以总结经验为更好的准备下一次训练。

需要说明的是，所述九轴传感器1能够感应滑雪者双手、双脚、腰部、两上臂、头部、两大腿、及臀部的三轴(空间坐标系中X、Y、及Z轴)加速度、角速度、以及角度等实时数据，并传输给中央处理器21，所述中央处理器21根据变加速曲线运动的位移公式s(t)＝∫∫a(t)(dt)²得出滑雪者位移与时间的关系，其中，s为滑雪者的位移、a为六轴传感器2感应到加速度、t为时间，即滑雪者位移与时间的关系可由加速度积分求得速度与时间的关系后再积分求得，据此还原相对时间t时刻滑雪者的双手动作、双脚动作、腰部动作、两上臂动作、头部动作、两大腿动作、及臀部动作，并与标准的滑雪双手动作、双脚动作、腰部动作、两上臂动作、头部动作、两大腿动作、及臀部动作比较得出指导信息。同时，所述中央处理器21还可根据当前获取到滑雪者双脚的角速度了解滑雪者的倾斜状态，当所述滑雪者双脚的角速度超过预设的角速度阈值时提醒滑雪者调整姿势，避免滑倒。

优选地，所述九轴传感器1通过蓝牙传输与所述中央处理器21通讯连接，传输频率为2.4GHz。

综上所述，本实用新型提供一种配合传感器的增强现实滑雪辅助训练系统，包括：九轴传感器、与所述九轴传感器通讯连接的头戴式AR显示装置，可通过九轴传感器实时采集滑雪者的滑雪动作数据，并利用头戴式AR显示装置的中央处理器进行动作还原，同时将还原后的滑雪者的滑雪动作与标准的滑雪动作进行比对，并根据比对结果生成相应的指导信息，再将指导信息通过头戴式AR显示装置的穿透视显示器显示到滑雪者的视野中，实现对滑雪者的滑雪动作的实时纠正，能够提升滑雪训练的训练效果，降低滑雪训练的培训成本。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种配合传感器的增强现实滑雪辅助训练系统，其特征在于，包括：九轴传感器(1)、与所述九轴传感器(1)通讯连接的头戴式AR显示装置(2)；

所述头戴式AR显示装置(2)包括：中央处理器(21)、与所述中央处理器(21)通讯连接的存储器(22)以及穿透式显示器(23)，所述存储器(22)中保存有标准的滑雪动作；

所述九轴传感器(1)包括：分设于所述滑雪者使用的两滑雪杖的顶部或所述滑雪者的两手腕处的两第一九轴传感器(11)、分设于两滑雪者使用的两滑雪板上或所述滑雪者的两脚踝处的两第二九轴传感器(12)、分设于所述滑雪者腰部的两侧的两第三九轴传感器(13)、分设于所述滑雪者两上臂处的两第四九轴传感器(14)、设于所述滑雪者的头部的第五九轴传感器(15)、分设于所述滑雪者的两大腿上的两第六九轴传感器(16)、以及分设于所述滑雪者臀部的两侧的两第七九轴传感器(17)。

2.如权利要求1所述的配合传感器的增强现实滑雪辅助训练系统，其特征在于，所述存储器(22)中保存的标准的滑雪动作包括：标准的滑雪双手动作、双脚动作、腰部动作、两上臂动作、头部动作、两大腿动作、及臀部动作。

3.如权利要求2所述的配合传感器的增强现实滑雪辅助训练系统，其特征在于，所述头戴式AR显示装置(2)还包括：摄像头(24)和TOF传感器(25)，所述摄像头(24)和TOF传感器(25)均与所述中央处理器(21)通讯连接；

所述标准的滑雪双手动作、双脚动作、腰部动作、两上臂动作、头部动作、两大腿动作、及臀部动作包括：分别对应于多种滑雪场景的多个标准的滑雪双手动作、双脚动作、腰部动作、两上臂动作、头部动作、两大腿动作、及臀部动作。