[发明专利]一种基于虚拟现实的冰壶运动体验与训练系统及其装置

权利要求书

1.一种基于虚拟现实的冰壶运动体验与训练系统，其特征在于，包括：

虚拟现实模块：用以为参与者提供基于真冰的国际赛事标准冰壶场馆的场景，接管参与者的视觉和听觉，同时实时跟踪参与者在三维空间的实时位置，形成位置、时间的序列数据；序列数据被计算形成运动信息后同步到虚拟现实中，用于驱动虚拟现实中对应的虚拟形象，实现虚实对应；

光学定位器：用以捕捉参与者所需的肢体以及球体的运动实时数据，其上设有带有编号的光源点，光源点利用红外光而发送所述的运动实时数据；

光学接收器(9)：用以捕获并接收所述光学定位器发出的红外光，实时跟踪其在三维空间的实时位置，形成位置、时间的序列数据，根据红外光运动实时数据而形成基于时间序列的光学定位器的空间数据集；该空间数据集被计算形成运动信息后同步到虚拟现实中，用于数据记录以及驱动虚拟现实中的冰壶球，实现虚实对应；

冰壶计算系统：将光学接收器(9)收集到的序列数据基于真实物理规则的仿真进行运算与分析，形成的人体以及冰壶的速度、轨迹和旋转运动数据，并传递给场景系统，用于驱动虚拟场景，或者根据当前的冰壶任务情景，形成对参与者完成情况的量化的实时分数与评价；

场景系统：用以根据来自冰壶计算系统的运动数据，实时为参与者生成第一人称的视觉和听觉的虚拟任务场景，并通过虚拟现实头显传递给参与者；参与者完成任务后，场景系统结合任务要求，根据运动数据对参与者完成情况进行量化评价；

光学定位器通过光信号连接光学接收器(9)，光学接收器(9)电性连接冰壶计算系统，冰壶计算系统电性连接场景系统，场景系统电性连虚拟现实模块。

2.如权利要求1所述的一种基于虚拟现实的冰壶运动体验与训练系统，其特征在于，在场景系统中：

场景系统实时为参与者生成第一人称的视觉和听觉的虚拟任务场景，并通过虚拟现实头显传递给参与者；在有多名参与者时，场景系统同时负责多名参与者之间的信息同步。

3.如权利要求1或2所述的一种基于虚拟现实的冰壶运动体验与训练系统，其特征在于，还包括：

POE通信器：用以接收并传输光学接收器的空间数据集到冰壶计算系统，并将冰壶计算系统的运动数据传输到场景系统。

4.如权利要求3所述的一种基于虚拟现实的冰壶运动体验与训练系统，其特征在于，POE通信器包括电性连接的POE网线和POE交换机，POE网线电性连接光学接收器，POE交换机电性连接冰壶计算系统和场景系统。

5.一种基于虚拟现实的冰壶运动体验与训练装置，其特征在于，包括冰壶运动体验与训练体系，冰壶运动体验与训练体系用以安装上述权利要求1-4任一所述的基于虚拟现实的冰壶运动体验与训练系统。

6.如权利要求5所述的一种基于虚拟现实的冰壶运动体验与训练装置，其特征在于，冰壶运动体验与训练体系包括冰壶球(10)、可穿戴设备、搭建衍架(12)和赛道(7)，赛道(7)后方为掷壶区(11)，掷壶区(11)左右分别为第一非掷壶人员等待区(5)和第二非掷壶人员等待区(6)，搭建衍架(12)位于赛道(7)正上方，光学接收器(9)安装于搭建衍架(12)上，光学定位器分别安装于冰壶球(10)球盖上和可穿戴设备上。

7.如权利要求6所述的一种基于虚拟现实的冰壶运动体验与训练装置，其特征在于，赛道(7)前方设有拦截区域(8)，赛道(7)左右方设有连通拦截区域(8)的滑道(4)。

8.如权利要求6或7所述的一种基于虚拟现实的冰壶运动体验与训练装置，其特征在于，搭建衍架(7)的安装尺寸为：长宽≥5.0×5.0m，高度≥3.5m；光学接收器(9)于搭建衍架(12)上对应赛道(7)均匀安装，光学接收器(9)的安装数量至少八个。

9.如权利要求8所述的一种基于虚拟现实的冰壶运动体验与训练装置，其特征在于，光学定位器内设有八个带编号的光源点，每个光源点至少对应连接三个光学接收器(9)。

10.如权利要求8所述的一种基于虚拟现实的冰壶运动体验与训练装置，其特征在于，可穿戴设备包括穿戴件和虚拟现实头显(1)，光学定位器分别安装于穿戴件和虚拟现实头显(1)上，穿戴件穿戴在参与者的双手手腕(2)和腰部(3)。