[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

说明书

本申请公开了一种基于虚拟现实的冰壶运动体验与训练系统及其装置，系统包括光学定位器、光学接收器、冰壶计算系统、场景系统和虚拟现实模块，本方案采用虚拟现实技术在视觉与听觉上实现标准冰壶场地的体验，采用陆地冰壶道具在触觉上实现真实冰壶比赛的体验，并且采用光学动作捕捉系统实现实时的运动数据采集与分析，用于参与者技能的实时评价与虚实联动。该系统通过有机融合虚拟现实技术、陆地冰壶道具以及光学动作捕捉技术，实现了一种兼顾成本与体验的，面向初中级人群的智能沉浸仿真冰壶体验与训练系统；本技术方案极大的降低了冰壶场地要求，因为不需要全长赛道，其物理赛道比陆地冰壶占地面积更小，对场地要求更低。

技术领域

本申请涉及虚拟现实中的数据采集应用技术领域，具体而言，涉及一种基于虚拟现实的冰壶运动体验与训练系统及其装置。

背景技术

冰壶运动被称为“冰上围棋”，其对场地以及用具的要求高，而场地建设和维护成本高，用具昂贵。因此，如何降低冰壶运动参与的场地要求以及师资要求，为初中级体验者参与冰壶运动提供智能服务支撑，最终打造冰壶运动趣味性、沉浸式体验与训练场景，兼顾成本与体验，让群众能参与、爱参与，最终提升人民群众冰雪运动的参与度是一个需要解决的问题。

中国冰壶协会推出的基于仿真冰板的陆地冰壶运动虽然部分解决了场地要求高的问题，但一方面与标准冰壶体验在场地大小、冰壶真实轨迹上还有较大差距，另一方面，缺乏相关的智能服务支撑，需要教练员的实时参与，对教练员的要求高，同时无法提供量化评价与反馈，因此不适合针对群众的冰壶运动普及、推广与商业化。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种基于虚拟现实的冰壶运动体验与训练系统及其装置，以解决目前的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了如下技术：

本发明第一方面在于提供一种基于虚拟现实的冰壶运动体验与训练系统，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，光源点发出红外光而发送所述的运动实时数据；

光学接收器：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：将光学接收器收集到的序列数据基于真实物理规则进行仿真运算与分析，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，光学接收器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。

进一步地，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；当有多名参与者时，场景系统也负责多名参与者之间的信息同步。

进一步地，还包括：