[发明专利]一种基于增强现实的壁球训练方法及装置

权利要求书

1.一种基于增强现实的壁球训练方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、提供平坦墙壁作为训练场景，对训练场景初始化，并设定得分区域；

步骤二、利用追踪算法追踪球的轨迹，并将轨迹以增强现实的方式显示在增强现实设备上；

步骤三、通过所述轨迹得到球击打在墙壁上的落点，在增强现实设备上显示所述落点；

步骤四、实时显示当前所有的训练数据，每当球的落点在得分区域中时，对当前所有的训练数据进行更新并显示，更新统计的得分情况；

步骤五、通过统计的得分情况以及上一次击球的落点与预设的训练目标落点之间的比较，给出训练指导。

2.根据权利要求1所述的基于增强现实的壁球训练方法，其特征在于，步骤一包括：

(a1)提供平坦墙壁，通过Canny边缘检测算法检测墙壁的边界，划定区域，并利用所述墙壁的长宽比对区域进行修正，得到矩形区域作为训练场景；

(a2)进行训练场景初始化，根据预先设定好的纹理对训练场景进行渲染，并在训练场景上划分出得分区域。

3.根据权利要求2所述的基于增强现实的壁球训练方法，其特征在于，步骤(a2)中，训练场景预设为纯白色，用橘红色实线作为得分区域线，将整个训练场景划分为多个不同得分区域。

4.根据权利要求1所述的基于增强现实的壁球训练方法，其特征在于，步骤二中的追踪算法包括：

(b1)球为绿色球，根据颜色与形状利用比对算法追踪球的轨迹，所述比对算法包括：

将采集到的图像转换为YUV格式，从图像中提取出所有绿色区域；

对所有的绿色区域提取轨迹；

对所有得到的轨迹进行霍夫圆变换，提取轨迹形状，将得到的近似正圆视为球；

(b2)对球的轨迹进行可视化，所述可视化包括：

保存相邻两帧的图像，将相邻两帧中球的位置变化加入所述轨迹中；

利用红色的线段绘制轨迹；

越早加入轨迹的线段透明度越高。

5.根据权利要求4所述的基于增强现实的壁球训练方法，其特征在于，步骤三中落点的获得方法包括：

(c1)通过球的轨迹判断落点，包括：

不断测量新加入轨迹的线段的斜率并保存，所述斜率用滑动平均法取平均值获取；

直到新加入的线段的斜率与上一次记录的斜率差距大于预设的阈值，则认为发生了碰撞；

将所述新加入的线段的起点作为球的落点；

(c2)记录球的落点，并可视化最近三次球的落点；

(c3)根据球的落点进行得分的可视化，包括：

球落到任意一个得分区域中，就对球的落点进行相应的可视化显示，使用不同颜色区分不同的得分情况；

越早击中的区域颜色透明度越高。

6.根据权利要求1所述的基于增强现实的壁球训练方法，其特征在于，步骤四中的训练数据包括总训练时间、击球数、击中数、得分、击中率。

7.根据权利要求6所述的基于增强现实的壁球训练方法，其特征在于，步骤五中的训练指导包括：

将击中率作为训练因子，训练因子介于0到1之间，该因子决定了训练时球位置的分布程度；

若训练因子越接近1，则建议位置越分散；训练因子越接近0，则建议位置集中在上一次球的落点。

8.根据权利要求7所述的基于增强现实的壁球训练方法，其特征在于，步骤五中，训练目标落点选择的算法为：

以上一次球的落点为圆心，训练因子x基础半径为圆的半径，且包含在当前得分区域的区域为落点区域；随机在落点区域中选择一个位置作为球的落点，

其中，基础半径为训练场景宽度的一半。

9.根据权利要求5所述的基于增强现实的壁球训练方法，其特征在于，得分区域分为三块，落在不同得分区域的落点采用不同颜色显示。

10.一种基于增强现实的壁球训练装置，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行该程序时实现：

步骤一、对训练场景初始化，并设定得分区域；

步骤二、利用追踪算法追踪球的轨迹，并将轨迹以增强现实的方式显示在增强现实设备上；

步骤三、通过所述轨迹得到球击打在墙壁上的落点，在增强现实设备上显示所述落点；

步骤四、实时显示当前所有的训练数据，每当球的落点在得分区域中时，对当前所有的训练数据进行更新并显示，更新统计的得分情况；

步骤五、通过统计的得分情况以及上一次击球的落点给出训练指导。