一種足球虛擬系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種足球虛擬系統(tǒng)，系統(tǒng)有以下幾部分：智能足球、3D現(xiàn)實(shí)攝像設(shè)備、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）眼鏡（頭盔等）、場景顯示屏、足球復(fù)位系統(tǒng)、主控器等；通過智能足球等獲得球、人員的最初真實(shí)運(yùn)動參數(shù)，通過軟件算法模擬軌跡；通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)虛擬場景參數(shù)；主控器將虛擬場景、球、人員運(yùn)動參數(shù)虛實(shí)結(jié)合統(tǒng)一于一個(gè)場景中；最終以動態(tài)模擬圖像顯示于虛擬眼鏡（頭盔等）中并同時(shí)顯示于場景顯示屏，實(shí)現(xiàn)真實(shí)體感和虛擬場景的高度同步統(tǒng)一；足球復(fù)位系統(tǒng)緩沖、快速回收復(fù)位足球于參考點(diǎn)，以便為下次踢球做好準(zhǔn)備。
【專利說明】
一種足球虛擬系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于足球類產(chǎn)品領(lǐng)域，具體涉及能為用戶提供一種足球虛擬系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]現(xiàn)代球類運(yùn)動隨著電子產(chǎn)品的升級，為了增加訓(xùn)練的定性分析，不少球類運(yùn)動系統(tǒng)都充分的利用傳感器獲取球運(yùn)動的各項(xiàng)參數(shù)，充分利用所獲得的參數(shù)分析運(yùn)動效果，對運(yùn)動方案的調(diào)整提供數(shù)據(jù)支持；目前已經(jīng)出現(xiàn)了多種智能足球，可以提供足球的運(yùn)動參數(shù)； 足球由于場地面積大的原因，導(dǎo)致足球訓(xùn)練科目頻次及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)都受到局限；如果能有一個(gè)無場地制約的智能訓(xùn)練系統(tǒng)將大大增加足球的訓(xùn)練效果;虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬環(huán)境，提供一種多源信息融合交互式的三維動態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真，使用戶沉浸到該虛擬環(huán)境中；所以本發(fā)明利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將虛擬球場模擬出來，利用智能足球的真實(shí)初始數(shù)據(jù)驅(qū)動虛擬足球與場景，實(shí)現(xiàn)真實(shí)和虛擬同步統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)足球無場地訓(xùn)練。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明能為用戶提供一種足球虛擬系統(tǒng)，系統(tǒng)有以下幾部分:一小片仿真球場(幾平米以上)、智能足球、3D現(xiàn)實(shí)攝像設(shè)備、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)眼鏡(頭盔等)、場景顯示屏、智能護(hù)腕、足球復(fù)位系統(tǒng)、主控器等組成;構(gòu)成一個(gè)以主控器為中心的組合系統(tǒng)。主控器是具有微控制器、藍(lán)牙、存儲、網(wǎng)絡(luò)、顯示等軟硬件功能的智能模塊，通過智能足球、智能護(hù)腕、3D 現(xiàn)實(shí)攝像設(shè)備獲得球、人最初真實(shí)運(yùn)動參數(shù)，通過軟件算法模擬出球、人的空間運(yùn)動軌跡； 通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)眼鏡(頭盔等)的獲的虛擬場景參數(shù);主控器通過數(shù)據(jù)同步融合等算法將虛擬場景與球、人運(yùn)動軌跡虛實(shí)結(jié)合統(tǒng)一于一個(gè)場景中；最終以動態(tài)模擬圖像顯示于虛擬眼鏡(頭盔等)中并同時(shí)顯示于場景顯示屏。實(shí)現(xiàn)真實(shí)體感和虛擬場景的高度同步統(tǒng)〇一小片仿真球場是為了保證足球運(yùn)動的真實(shí)體感，并起到真實(shí)場地與虛擬場地大小、 方位等虛實(shí)無縫對接的作用。
[0004]智能足球要和虛擬足球外形花紋一致，以便真實(shí)足球與虛擬足球的虛實(shí)無縫對接，保證足球運(yùn)動的真實(shí)體感。
[0005]虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)眼鏡(頭盔等)要能在仿真球場區(qū)域與模擬場景間、真實(shí)足球與虛擬足球間平滑轉(zhuǎn)換。[〇〇〇6]足球復(fù)位系統(tǒng)，就是一個(gè)智能足球緩沖、快速回收復(fù)位系統(tǒng);完成足球在小空間的緩沖減震、快速的回收足球并復(fù)位于參考點(diǎn)，以便為下次踢球做好準(zhǔn)備。[〇〇〇7]足球虛擬系統(tǒng)實(shí)質(zhì)就是靠真實(shí)足球的真實(shí)初始運(yùn)動參數(shù)來驅(qū)動，軌跡靠算法模擬，場景靠模擬，加之足球復(fù)位系統(tǒng);構(gòu)成一個(gè)真實(shí)與模擬無縫對接的無場地制約的足球模擬系統(tǒng)。
[0008] 工作原理如下:a.智能足球放置于仿真球場的參考點(diǎn)上，參考點(diǎn)在虛擬場景中位置坐標(biāo)和方向人為設(shè)定；b.VR眼鏡(頭盔等)利用頭的轉(zhuǎn)動(或眼球轉(zhuǎn)動)改變場景視角；d.當(dāng)足球被踢時(shí)，僅僅利用腳接觸足球的這一段時(shí)間，系統(tǒng)提供智能足球、3D現(xiàn)實(shí)攝像設(shè)備獲取最初球的真實(shí)運(yùn)動參數(shù);如:角度、旋轉(zhuǎn)、初速度等；e.足球離腳后進(jìn)入緩沖、回收復(fù)位系統(tǒng)，該系統(tǒng)快速將足球再次復(fù)位于參考點(diǎn)，為下次踢球做好準(zhǔn)備；f.當(dāng)球離開腳后的運(yùn)動軌跡將由運(yùn)動算法來完成，并在VR眼鏡(頭盔等)完成虛擬足球運(yùn)動軌跡的顯示，場景顯示屏將同時(shí)同步實(shí)現(xiàn)虛擬場景顯示；實(shí)現(xiàn)無場地局限的真實(shí)球與虛擬球場的完美無縫結(jié)合;從而增強(qiáng)球類運(yùn)動的娛樂趣味性和智能化。
[0009]【附圖說明】
[0010] 圖1、圖2為本發(fā)明示意圖；圖1中:1 VR眼鏡(頭盔)、2運(yùn)動員、3 3D現(xiàn)實(shí)攝像設(shè)備、4足球、5仿真球場、6足球緩沖、快速回收和復(fù)位系統(tǒng)、7場景顯示屏、8主控器；圖2中:1運(yùn)動員(帶智能護(hù)腕)、2 3D現(xiàn)實(shí)攝像設(shè)備、3足球、4仿真球場、5足球緩沖、快速回收和復(fù)位系統(tǒng)、6主控器、7全場景顯示屏；【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖1、圖2就具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明；以下方案中足球可使用智能足球，也可使用普通足球。[〇〇12] 實(shí)施例1圖中1 VR眼鏡(頭盔)、2運(yùn)動員(帶智能護(hù)腕)、3 3D現(xiàn)實(shí)攝像設(shè)備、4足球、5仿真球場、6足球緩沖、快速回收和復(fù)位系統(tǒng)、7場景顯示屏、8主控器；VR眼鏡(頭盔)比較特殊，不僅要能看到仿真球場和真實(shí)的足球，又要在球離腳后平滑的切換到虛擬的場景，所以此處VR眼鏡(頭盔)比普通VR眼鏡(頭盔)多了一個(gè)能看真實(shí)場景的功能。
[0013] 實(shí)施例2圖中21運(yùn)動員(帶智能護(hù)腕)、2 3D現(xiàn)實(shí)攝像設(shè)備、3足球、4仿真球場、5足球緩沖、快速回收和復(fù)位系統(tǒng)、6主控器、7全場景顯示屏；本實(shí)施方案將VR眼鏡(頭盔)去掉，將仿真球場與全場景顯示屏統(tǒng)一構(gòu)成一個(gè)虛實(shí)全場景顯示，全場景顯示屏就是利用虛擬技術(shù)在一個(gè)球形顯示屏(或六面體顯示屏)完整立體顯示球場場景。[〇〇14] 沒有VR眼鏡(頭盔)，就沒有VR眼鏡(頭盔)顯示，場景視角也不可改變，其它工作原理不變，顯示只有全場景顯示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.本發(fā)明能為用戶提供一種足球虛擬系統(tǒng)，系統(tǒng)有以下幾部分:智能足球、3D現(xiàn)實(shí)攝像 設(shè)備、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)眼鏡(頭盔等)、場景顯示屏、智能護(hù)腕若干、足球復(fù)位系統(tǒng)、主控器 等任意搭配或全部組成;構(gòu)成一個(gè)以主控器為中心的組合系統(tǒng)；主控器是具有微控制器、藍(lán)牙、存儲、網(wǎng)絡(luò)、顯示等軟硬件功能的智能模塊，通過智能足 球、智能護(hù)腕、3D現(xiàn)實(shí)攝像設(shè)備的通信，獲得球、人員的最初真實(shí)運(yùn)動參數(shù)，通過軟件算法模 擬出球、球員的空間運(yùn)動軌跡;通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)眼鏡(頭盔等)的獲的虛擬場景參數(shù)； 主控器通過數(shù)據(jù)同步融合等算法將虛擬場景視角、距離、球的運(yùn)動軌跡、人員位置參數(shù)等虛 實(shí)結(jié)合統(tǒng)一于一個(gè)場景中；最終以動態(tài)模擬圖像顯示于虛擬眼鏡(頭盔等)中并同時(shí)顯示于 場景顯示屏;實(shí)現(xiàn)真實(shí)體感和虛擬場景的高度同步統(tǒng)一；足球復(fù)位系統(tǒng)，就是一個(gè)智能足球緩沖、快速回收復(fù)位系統(tǒng);完成足球在小空間的緩沖 減震、快速的回收足球并復(fù)位于參考點(diǎn)，以便為下次踢球做好準(zhǔn)備；足球虛擬系統(tǒng)實(shí)質(zhì)就是靠真實(shí)足球的真實(shí)初始運(yùn)動參數(shù)來驅(qū)動，軌跡靠算法模擬，場 景靠模擬，加之足球復(fù)位系統(tǒng)；構(gòu)成一個(gè)真實(shí)與模擬無縫對接的無場地制約的足球模擬系 統(tǒng)；工作原理如下:a.以運(yùn)動人員為參考點(diǎn)，S卩以VR眼鏡(頭藍(lán)等)為參考點(diǎn)；也就是三維運(yùn)動坐標(biāo)系的原點(diǎn)；b.VR眼鏡(頭盔等)利用頭的轉(zhuǎn)動(或眼球轉(zhuǎn)動)改變場景視角；c.當(dāng)足球被踢時(shí)，僅僅利用腳接觸足球的這一段時(shí)間，系統(tǒng)提供智能足球、3D現(xiàn)實(shí)攝 像設(shè)備獲取最初球的真實(shí)運(yùn)動參數(shù);如:角度、旋轉(zhuǎn)、初速度等；d.足球離腳后進(jìn)入緩沖、回收復(fù)位系統(tǒng)，該系統(tǒng)快速將足球再次復(fù)位于參考點(diǎn)，為下次 踢球做好準(zhǔn)備；e.當(dāng)球離開腳后的運(yùn)動軌跡將由運(yùn)動算法來完成，并在VR眼鏡(頭盔等)完成虛擬足 球運(yùn)動軌跡的顯示，場景顯示屏將同時(shí)同步實(shí)現(xiàn)虛擬場景顯示；實(shí)現(xiàn)無場地局限的真實(shí)球 與虛擬球場的完美無縫結(jié)合;從而增強(qiáng)球類運(yùn)動的娛樂趣味性和智能化。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種足球虛擬系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)有以下幾部分:智能足球、 3D現(xiàn)實(shí)攝像設(shè)備、實(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)眼鏡(頭盔等)、場景顯示屏、智能護(hù)腕若干、足球復(fù) 位系統(tǒng)、主控器等任意搭配或全部組成；構(gòu)成一個(gè)以主控器為中心的組合系統(tǒng)；主控器是具 有微控制器、藍(lán)牙、存儲、網(wǎng)絡(luò)、顯示等軟硬件功能的智能模塊，通過智能足球、智能護(hù)腕、3D 現(xiàn)實(shí)攝像設(shè)備的通信，獲得球、人員的最初真實(shí)運(yùn)動參數(shù)，通過軟件算法模擬出球、球員的 空間運(yùn)動軌跡;通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)眼鏡(頭盔等)的獲的虛擬場景參數(shù);主控器通過數(shù) 據(jù)同步融合等算法將虛擬場景視角、距離、球的運(yùn)動軌跡、人員位置參數(shù)等虛實(shí)結(jié)合統(tǒng)一于 一個(gè)場景中；最終以動態(tài)模擬圖像顯示于虛擬眼鏡(頭盔等)中并同時(shí)顯示于場景顯示屏； 實(shí)現(xiàn)真實(shí)體感和虛擬場景的高度同步統(tǒng)一；足球復(fù)位系統(tǒng)，就是一個(gè)智能足球緩沖、快速回收復(fù)位系統(tǒng);完成足球在小空間的緩沖 減震、快速的回收足球并復(fù)位于參考點(diǎn)，以便為下次踢球做好準(zhǔn)備。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種足球虛擬系統(tǒng)，其特征在于，通過智能足球、智能護(hù)腕、3D現(xiàn) 實(shí)攝像設(shè)備的通信，獲得球、人員的最初真實(shí)運(yùn)動參數(shù)，通過軟件算法模擬出球、球員的空 間運(yùn)動軌跡。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種足球虛擬系統(tǒng)，其特征在于，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)眼鏡 (頭盔等)的獲的虛擬場景參數(shù)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種足球虛擬系統(tǒng)，其特征在于，主控器通過數(shù)據(jù)同步融合等算 法將虛擬場景視角、距離、球的運(yùn)動軌跡、人員位置參數(shù)等虛實(shí)結(jié)合統(tǒng)一于一個(gè)場景中；最 終以動態(tài)模擬圖像顯示于虛擬眼鏡(頭盔等)中并同時(shí)顯示于場景顯示屏;實(shí)現(xiàn)真實(shí)體感和 虛擬場景的高度同步統(tǒng)一。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種足球虛擬系統(tǒng)，其特征在于，足球復(fù)位系統(tǒng)，就是一個(gè)智能 足球緩沖、快速回收復(fù)位系統(tǒng);完成足球在小空間的緩沖減震、快速的回收足球并復(fù)位于參 考點(diǎn)，以便為下次踢球做好準(zhǔn)備。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種足球虛擬系統(tǒng)，其特征在于，足球虛擬系統(tǒng)實(shí)質(zhì)就是靠真實(shí) 足球的真實(shí)初始運(yùn)動參數(shù)來驅(qū)動，軌跡靠算法模擬，場景靠模擬，加之足球復(fù)位系統(tǒng)；構(gòu)成 一個(gè)真實(shí)與模擬無縫對接的無場地制約的足球模擬系統(tǒng);及對此方案的近似修改均屬本專 利保護(hù)范圍。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種足球虛擬系統(tǒng)，其特征在于，對實(shí)施例1、實(shí)施例2所做得近 似改變均屬本專利保護(hù)范圍。
【文檔編號】A63F13/212GK105976432SQ201610546827
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月13日
【發(fā)明人】王青歌, 李漩, 李志剛, 蔡蕓
【申請人】頑石運(yùn)動智能科技（北京）有限公司