基于動作模板特征匹配的體感游戲手環(huán)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種體感游戲手環(huán)領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種基于動作模板特征匹配的體感游戲手環(huán)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]體感游戲是一種通過肢體動作變化來進(jìn)行操作的新型電子游戲。體感游戲突破了傳統(tǒng)單純以手柄按鍵輸入的操作方式，讓操作者可以通過肢體動作去操作游戲，更因其兼具健身和娛樂雙重作用而深受用戶的喜愛。
[0003]目前，體感游戲的體感操作方案通常是利用視頻識別技術(shù)，如通過相機(jī)捕捉三維空間中玩家的動作，或者通過特定的游戲手柄輔助識別玩家的運動。前者的視頻識別技術(shù)還沒有完全成熟，而且成本較高;后者的游戲手柄的連接一般需要特定的硬件支持，如電視機(jī)、機(jī)頂盒，限制了體感游戲的活動區(qū)域。
[0004]依托膨脹的發(fā)展手機(jī)游戲和平板電腦游戲，足夠便攜小巧，而且能夠連接手機(jī)或者平板電腦等可移動游戲平臺進(jìn)行體感游戲的設(shè)備是體感游戲操作方案的發(fā)展方向。智能手環(huán)作為一個便攜式可穿戴智能化產(chǎn)品具有體感游戲操作端的開發(fā)價值。
[0005]經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利文獻(xiàn)號01^104133813六，公布日2014.11.5，公開了一種基于Kinect的海軍旗語訓(xùn)練方法，通過Kinect傳感器采集人體上肢的動作數(shù)據(jù)，提取動作特征值，與旗語標(biāo)準(zhǔn)姿勢庫的動作進(jìn)行比對，完成動作識別。但該技術(shù)的實現(xiàn)依賴Kinect傳感器設(shè)備，成本高并且活動區(qū)域有限制，便攜性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種基于動作模板特征匹配的體感游戲手環(huán)系統(tǒng)，通過構(gòu)造動作模板特征庫，并與AGM傳感器(單個封裝的三軸重力加速度計、三軸陀螺儀和三軸地磁傳感器)模塊采集和處理器模塊處理的動作數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，輸出對應(yīng)的指令，并由配對的電子設(shè)備完成游戲指令，工作可靠，兼容性強(qiáng)。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0008]本發(fā)明包括:依次相連的AGM傳感器模塊、處理器模塊和通訊模塊，其中:AGM傳感器模塊監(jiān)測操作者的實時運動狀態(tài)，采集動作和設(shè)備信息，處理器模塊實時接收存儲AGM傳感器模塊傳輸?shù)倪\動數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析處理，生成對應(yīng)的游戲指令，并傳遞給通訊模塊。
[0009]所述的動作信息包括但不限于:動作的實時加速度、角速度和地磁矢量。
[0010]所述的電子設(shè)備信息包括但不限于:電子設(shè)備的加速度、角速度和地磁矢量。
[0011 ]所述的AGM傳感器模塊包括:三軸重力加速度傳感器、三軸陀螺儀傳感器和三軸地磁傳感器。
[0012]所述的處理器模塊為基于C0RTEX-M3構(gòu)架的ARM處理器。
[0013]所述的處理器模塊包括:數(shù)據(jù)接收單元、數(shù)據(jù)存儲單元、數(shù)據(jù)處理單元和數(shù)據(jù)比對單元，其中:數(shù)據(jù)存儲單元儲存數(shù)據(jù)接收單元接收的數(shù)據(jù)，并經(jīng)過數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行處理，得到的信息通過數(shù)據(jù)比對單元與數(shù)據(jù)存儲單元中的預(yù)存信息進(jìn)行匹配，生成對應(yīng)的指令。[OOM]所述的處理包括:識別起止動作、預(yù)處理和構(gòu)建動作的特征參數(shù)集。
[0015]所述的起止動作是指:玩家將體感游戲手環(huán)保持在約定的姿態(tài)。
[0016]所述的預(yù)處理包括但不限于:濾波和降噪。
[0017]所述的預(yù)存信息是指動作模板特征庫。
[0018]所述的動作模板特征庫通過以下方式構(gòu)造:對于新指定的動作，玩家佩戴體感游戲手環(huán)進(jìn)行模擬，通過AGM傳感器模塊采集動作對應(yīng)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理器模塊輸入通訊模塊，輸出至外部設(shè)備;外部設(shè)備對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提取動作的特征參數(shù)集，并與其他動作的特征參數(shù)集進(jìn)行比對，如果新指定的動作的特征參數(shù)集不可辨，則重新進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、提取其他特征參數(shù)集；否則將該特征參數(shù)集及其對應(yīng)的標(biāo)識存入數(shù)據(jù)存儲單元的動作豐吳板特征庫。
[0019]所述的新指定的動作是指:體感游戲要求玩家進(jìn)行的用以操作游戲的特定動作。
[0020]所述的可辨是指:提取的新指定的動作的特征參數(shù)集不與動作模板特征庫中已有的特征參數(shù)集重復(fù)，并具備與已有的特征參數(shù)集有足夠辨識度的參數(shù)值差別。
[0021]所述的與已有的特征參數(shù)集有足夠辨識度的參數(shù)值差別是指:與已有的特征參數(shù)集的特征參數(shù)不完全相同，并且相同的特征參數(shù)的數(shù)值差別需要超過傳感器最小精度的至少5倍。
[0022]所述的識別起止動作是指:對實時存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，識別動作起止，刪除動作未開始前存儲的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)存動作起止之間一整段連續(xù)的采樣數(shù)據(jù)，并在轉(zhuǎn)存后清空存儲區(qū)。
[0023]所述的特征參數(shù)集是指:參數(shù)中具有可辨性的參數(shù)集合。
[0024]所述的特征參數(shù)集包括但不限于:單軸加速度最大值、單軸角度最大值、單軸角度最小值、單軸加速度最小值、加速度平均值、全程加速度方差、全程加速度極差、能量等級、地磁方向或者其結(jié)合。
[0025]所述的生成對應(yīng)的指令是指:生成玩家完成的動作對應(yīng)的標(biāo)識。
[0026]所述的標(biāo)識一般為數(shù)字或字母。
[0027]所述的通訊模塊為基于藍(lán)牙鍵盤協(xié)議的無線通訊模塊。
[0028]所述的通訊模塊將標(biāo)識傳遞給配對的電子設(shè)備，電子設(shè)備接收并識別標(biāo)識，完成對應(yīng)的游戲指令。
技術(shù)效果
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用動作模板特征參數(shù)匹配的數(shù)據(jù)分析方法，突破了體感游戲手環(huán)處理器芯片能耗及運算能力的限制，實現(xiàn)了對復(fù)雜動作或組合動作的識別，有效擴(kuò)展了體感游戲手環(huán)所能操作的體感游戲類型和難度，并具有較好的兼容性。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明不意圖；
[0031 ]圖2為處理器模塊工作示意圖；
[0032]圖3為動作模板特征庫構(gòu)造示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。
實施例1
[0034]如圖1所示，本實施例包括:電源模塊、依次相連的AGM傳感器模塊、處理器模塊、通訊模塊和電子設(shè)備，其中:電源模塊為AGM傳感器模塊、處理器模塊和通訊模塊提供電源，AGM傳感器模塊監(jiān)測操作者的實時運動狀態(tài)，采集動作和電子設(shè)備信息，處理器模塊實時接收存儲AGM傳感器模塊傳輸?shù)倪\動數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析處理，生成對應(yīng)的游戲指令，并通過通訊模塊傳遞至電子設(shè)備。
[0035]所述的動作信息包括但不限于:動作的實時加速度、角速度和地磁矢量。
[0036]所述的電子設(shè)備信息包括但不限于:電子設(shè)備的加速度、角速度和地磁矢量。
[0037]所述的電源模塊包括:電池單元和電源管理單元，其中:電源管理單元將電池單元中的電池轉(zhuǎn)換成其他模塊所需要的直流電壓。
[0038]所述的電池單元為紐扣電池。
[0039 ]所述的AGM傳感器模塊包