一種足球虛擬系統技術方案

本發明專利技術公開了一種足球虛擬系統，系統有以下幾部分：智能足球、3D現實攝像設備、虛擬現實技術（VR）眼鏡（頭盔等）、場景顯示屏、足球復位系統、主控器等；通過智能足球等獲得球、人員的最初真實運動參數，通過軟件算法模擬軌跡；通過虛擬現實技術虛擬場景參數；主控器將虛擬場景、球、人員運動參數虛實結合統一于一個場景中；最終以動態模擬圖像顯示于虛擬眼鏡（頭盔等）中并同時顯示于場景顯示屏，實現真實體感和虛擬場景的高度同步統一；足球復位系統緩沖、快速回收復位足球于參考點，以便為下次踢球做好準備。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于足球類產品領域，具體涉及能為用戶提供一種足球虛擬系統。
技術介紹
現代球類運動隨著電子產品的升級，為了增加訓練的定性分析，不少球類運動系統都充分的利用傳感器獲取球運動的各項參數，充分利用所獲得的參數分析運動效果，對運動方案的調整提供數據支持；目前已經出現了多種智能足球，可以提供足球的運動參數；足球由于場地面積大的原因，導致足球訓練科目頻次及數據統計都受到局限；如果能有一個無場地制約的智能訓練系統將大大增加足球的訓練效果；虛擬現實技術（VR）可以創建和體驗虛擬環境，提供一種多源信息融合交互式的三維動態視景和實體行為的系統仿真，使用戶沉浸到該虛擬環境中；所以本專利技術利用虛擬現實技術將虛擬球場模擬出來，利用智能足球的真實初始數據驅動虛擬足球與場景，實現真實和虛擬同步統一，實現足球無場地訓練。
技術實現思路
本專利技術能為用戶提供一種足球虛擬系統，系統有以下幾部分：一小片仿真球場（幾平米以上）、智能足球、3D現實攝像設備、虛擬現實技術（VR）眼鏡（頭盔等）、場景顯示屏、智能護腕、足球復位系統、主控器等組成；構成一個以主控器為中心的組合系統。主控器是具有微控制器、藍牙、存儲、網絡、顯示等軟硬件功能的智能模塊，通過智能足球、智能護腕、3D現實攝像設備獲得球、人最初真實運動參數，通過軟件算法模擬出球、人的空間運動軌跡；通過虛擬現實技術（VR）眼鏡（頭盔等）的獲的虛擬場景參數；主控器通過數據同步融合等算法將虛擬場景與球、人運動軌跡虛實結合統一于一個場景中；最終以動態模擬圖像顯示于虛擬眼鏡（頭盔等）中并同時顯示于場景顯示屏。實現真實體感和虛擬場景的高度同步統一。一小片仿真球場是為了保證足球運動的真實體感，并起到真實場地與虛擬場地大小、方位等虛實無縫對接的作用。智能足球要和虛擬足球外形花紋一致，以便真實足球與虛擬足球的虛實無縫對接，保證足球運動的真實體感。虛擬現實技術（VR）眼鏡（頭盔等）要能在仿真球場區域與模擬場景間、真實足球與虛擬足球間平滑轉換。足球復位系統，就是一個智能足球緩沖、快速回收復位系統；完成足球在小空間的緩沖減震、快速的回收足球并復位于參考點，以便為下次踢球做好準備。足球虛擬系統實質就是靠真實足球的真實初始運動參數來驅動，軌跡靠算法模擬，場景靠模擬，加之足球復位系統；構成一個真實與模擬無縫對接的無場地制約的足球模擬系統。工作原理如下：a．智能足球放置于仿真球場的參考點上，參考點在虛擬場景中位置坐標和方向人為設定；b．VR眼鏡（頭盔等）利用頭的轉動（或眼球轉動）改變場景視角；d. 當足球被踢時，僅僅利用腳接觸足球的這一段時間，系統提供智能足球、3D現實攝像設備獲取最初球的真實運動參數；如：角度、旋轉、初速度等；e.足球離腳后進入緩沖、回收復位系統，該系統快速將足球再次復位于參考點，為下次踢球做好準備；f. 當球離開腳后的運動軌跡將由運動算法來完成，并在VR眼鏡（頭盔等）完成虛擬足球運動軌跡的顯示，場景顯示屏將同時同步實現虛擬場景顯示；實現無場地局限的真實球與虛擬球場的完美無縫結合；從而增強球類運動的娛樂趣味性和智能化。附圖說明圖1 、圖2為本專利技術示意圖；圖1中：1 VR眼鏡（頭盔）、2 運動員、3 3D現實攝像設備、4足球、5 仿真球場、6足球緩沖、快速回收和復位系統、7 場景顯示屏、8主控器；圖2中：1 運動員（帶智能護腕）、2 3D現實攝像設備、3足球、4仿真球場、5足球緩沖、快速回收和復位系統、6主控器、7全場景顯示屏；具體實施方式下面結合附圖1、圖2就具體實施例對本專利技術做進一步說明；以下方案中足球可使用智能足球，也可使用普通足球。實施例1圖中1 VR眼鏡（頭盔）、2 運動員（帶智能護腕）、3 3D現實攝像設備、4足球、5 仿真球場、6足球緩沖、快速回收和復位系統、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）多了一個能看真實場景的功能。實施例2圖中2 1 運動員（帶智能護腕）、2 3D現實攝像設備、3足球、4仿真球場、5足球緩沖、快速回收和復位系統、6主控器、7全場景顯示屏；本實施方案將VR眼鏡（頭盔）去掉，將仿真球場與全場景顯示屏統一構成一個虛實全場景顯示，全場景顯示屏就是利用虛擬技術在一個球形顯示屏（或六面體顯示屏）完整立體顯示球場場景。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。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
本專利技術能為用戶提供一種足球虛擬系統，系統有以下幾部分：智能足球、3D現實攝像設備、虛擬現實技術（VR）眼鏡（頭盔等）、場景顯示屏、智能護腕若干、足球復位系統、主控器等任意搭配或全部組成；構成一個以主控器為中心的組合系統；主控器是具有微控制器、藍牙、存儲、網絡、顯示等軟硬件功能的智能模塊，通過智能足球、智能護腕、3D現實攝像設備的通信，獲得球、人員的最初真實運動參數，通過軟件算法模擬出球、球員的空間運動軌跡；通過虛擬現實技術（VR）眼鏡（頭盔等）的獲的虛擬場景參數；主控器通過數據同步融合等算法將虛擬場景視角、距離、球的運動軌跡、人員位置參數等虛實結合統一于一個場景中；最終以動態模擬圖像顯示于虛擬眼鏡（頭盔等）中并同時顯示于場景顯示屏；實現真實體感和虛擬場景的高度同步統一；足球復位系統，就是一個智能足球緩沖、快速回收復位系統；完成足球在小空間的緩沖減震、快速的回收足球并復位于參考點，以便為下次踢球做好準備；足球虛擬系統實質就是靠真實足球的真實初始運動參數來驅動，軌跡靠算法模擬，場景靠模擬，加之足球復位系統；構成一個真實與模擬無縫對接的無場地制約的足球模擬系統；工作原理如下：a.以運動人員為參考點，即以VR眼鏡（頭盔等）為參考點；也就是三維運動坐標系的原點；b.?VR眼鏡（頭盔等）利用頭的轉動（或眼球轉動）改變場景視角；c.?當足球被踢時，僅僅利用腳接觸足球的這一段時間，系統提供智能足球、3D現實攝像設備獲取最初球的真實運動參數；如：角度、旋轉、初速度等；d.足球離腳后進入緩沖、回收復位系統，該系統快速將足球再次復位于參考點，為下次踢球做好準備；e.?當球離開腳后的運動軌跡將由運動算法來完成，并在VR眼鏡（頭盔等）完成虛擬足球運動軌跡的顯示，場景顯示屏將同時同步實現虛擬場景顯示；實現無場地局限的真實球與虛擬球場的完美無縫結合；從而增強球類運動的娛樂趣味性和智能化。...

【技術特征摘要】
1.本發明能為用戶提供一種足球虛擬系統，系統有以下幾部分：智能足球、3D現實攝像設備、虛擬現實技術（VR）眼鏡（頭盔等）、場景顯示屏、智能護腕若干、足球復位系統、主控器等任意搭配或全部組成；構成一個以主控器為中心的組合系統；主控器是具有微控制器、藍牙、存儲、網絡、顯示等軟硬件功能的智能模塊，通過智能足球、智能護腕、3D現實攝像設備的通信，獲得球、人員的最初真實運動參數，通過軟件算法模擬出球、球員的空間運動軌跡；通過虛擬現實技術（VR）眼鏡（頭盔等）的獲的虛擬場景參數；主控器通過數據同步融合等算法將虛擬場景視角、距離、球的運動軌跡、人員位置參數等虛實結合統一于一個場景中；最終以動態模擬圖像顯示于虛擬眼鏡（頭盔等）中并同時顯示于場景顯示屏；實現真實體感和虛擬場景的高度同步統一；足球復位系統，就是一個智能足球緩沖、快速回收復位系統；完成足球在小空間的緩沖減震、快速的回收足球并復位于參考點，以便為下次踢球做好準備；足球虛擬系統實質就是靠真實足球的真實初始運動參數來驅動，軌跡靠算法模擬，場景靠模擬，加之足球復位系統；構成一個真實與模擬無縫對接的無場地制約的足球模擬系統；工作原理如下：a.以運動人員為參考點，即以VR眼鏡（頭盔等）為參考點；也就是三維運動坐標系的原點；b. VR眼鏡（頭盔等）利用頭的轉動（或眼球轉動）改變場景視角；c. 當足球被踢時，僅僅利用腳接觸足球的這一段時間，系統提供智能足球、3D現實攝像設備獲取最初球的真實運動參數；如：角度、旋轉、初速度等；d.足球離腳后進入緩沖、回收復位系統，該系統快速將足球再次復位于參考點，為下次踢球做好準備；e. 當球離開腳后的運動軌跡將由運動算法來完成，并在VR眼鏡（頭盔等）完成虛擬足球運動軌跡的顯示，場景顯示屏將同時同步實現虛擬場景顯示；實現無場地局限的真實球與虛擬球場的完美無縫結合；從而增強球類運動的娛樂趣味性和智能化。2.根據權利要求1所述一種足球虛擬系統，其特征在于，系統有以下幾部分：智能足球、3D現實攝像設備、實虛擬現實技術（VR）眼鏡（頭盔等）、場景顯示屏、智能護腕若干、足球...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王青歌，李漩，李志剛，蔡蕓，
申請(專利權)人：頑石運動智能科技北京有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11