体感游戏设备的制作方法

本实用新型涉及虚拟图像成像领域，特别涉及一体感游戏设备。

背景技术：

近年来，娱乐性更强的体感游戏越来越受到游戏参与者的青睐，其中在参与体感游戏时需要借助体感游戏设备。现在市面上较为流行的体感游戏设备是手柄式体感游戏设备，即，游戏参与者在使用体感游戏设备参与体感游戏时，需要手握手柄式体感游戏设备，其通过探测手柄式体感游戏设备在空间的位置来定位游戏参与者的手部的位置和动作。尽管手柄式体感游戏设备的使用方式比较简单，但是其局限性也非常的明显，手柄式体感游戏设备只能够确定游戏参与者的手部的位置和动作，而不能够对游戏参与者其他部位进行定位，例如手柄式体感游戏设备不能够确定游戏参与者的身体状态和游戏参与者的所处环境，以至于导致游戏参与者无法通过手柄式体感游戏设备实现完全的体感体验。

另一种比较流行的体感游戏设备是穿戴式体感游戏设备，其能够帮助游戏参与者获得更全面的体感体验。但是游戏参与者在参与体感游戏之前和之后，需要花费较多的时间来穿戴和脱卸穿戴式体感游戏设备，并且在游戏参与者通过穿戴式体感游戏设备参与体感游戏的过程中，被穿戴在游戏参与者的身上的穿戴式体感游戏设备会给游戏参与者带来束缚而导致游戏参与者无法做出一些较大幅度的动作，以至于影响游戏参与者的体感游戏体感。另外，一套穿戴式体感游戏设备往往不允许多个游戏参与者共同使用，以至于导致游戏参与者无法获得团队或者多人共同参与体感游戏的体验。穿戴式体感游戏设备的结构通常比较复杂，这不仅导致穿戴式体感游戏设备的制造成本和销售价格高昂，而且具有复杂结构的体感游戏设备的可靠性也大幅度的降低。

另一种体感游戏设备采用双目摄像头来确定游戏参与者的位置和动作，相对于穿戴式体感游戏设备来说，这种采用双目摄像头的体感游戏设备虽然解除了对游戏参与者的身体的束缚，但是这种采用双目摄像头的体感游戏设备的精度比较低，且延迟时间比较长，以至于导致游戏参与者无法达到最佳的体感游戏体验。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的在于提供一体感游戏设备，其中所述体感游戏设备包括一设备主体和一交互装置，所述交互装置用于确定一游戏参与者的状态，以通过所述设备主体进行体感游戏。

本实用新型的一个目的在于提供一体感游戏设备，其中所述交互装置能够确定所述游戏参与者的空间位置和动作，以增强所述游戏参与者通过所述体感游戏设备参与体感游戏时的体感体验。

本实用新型的一个目的在于提供一体感游戏设备，其中所述交互装置能够获取与所述游戏参与者相关联的环境信息，例如当所述游戏参与者处于所述交互装置形成的一交互环境时，所述交互装置在确定所述游戏参与者的状态的同时，能够确定所述交互环境的状态，通过这样的方式，所述体感游戏设备能够增强所述游戏参与者进行体感游戏时的体感体验。

本实用新型的一个目的在于提供一体感游戏设备，其中所述交互装置不需要让所述游戏参与者通过手持或者穿戴的方式就能够进行体感控制，在本实用新型中，所述游戏参与者只要进入所述交互环境，即可进行体感控制，从而使所述体感游戏设备的使用十分便捷，并且所述交互装置提供了丰富的操控方式。

本实用新型的一个目的在于提供一体感游戏设备，其中所述交互装置通过向所述交互环境投射结构光和接收被所述交互环境以及处于所述交互环境的所述游戏参与者反射的结构光的方式，确定所述交互环境的状态和所述游戏参与者的状态，以使所述交互装置的控制精度更高、且延迟低，从而提供所述体感游戏设备能够提供一种实时交互的体感体验。

本实用新型的一个目的在于提供一体感游戏设备，其中所述体感游戏设备允许多人同时参与，并且可靠性更高，以进一步增强所述游戏参与者通过所述体验游戏设备进行体感游戏时的体感体验。

本实用新型的一个目的在于提供一体感游戏设备，其中在所述游戏参与者使用所述体感游戏设备进行体感游戏的过程中，允许其他的所述游戏参与者自由地参与或者退出，以提供更为丰富的体验游戏方式和体感体验。

依本实用新型的一个方面，本实用新型提供一体感游戏设备，其包括：

至少一交互装置，其中所述交互装置进一步包括：

至少一投射模组；

至少一摄像模组，其中所述投射模组和所述摄像模组被邻近地设置；以及

至少一处理模块，其中所述处理模块和所述摄像模组被导通地连接，其中所述投射模组在远离一游戏参与者的位置向所述游戏参与者投射结构光，所述摄像模组接收被所述游戏参与者反射的所述结构光，以获得与所述游戏参与者相关联的图像，其中所述处理模块根据所述图像获得与所述游戏参与者相关联的一虚拟三维图像，以获得所述游戏参与者的状态和动作，从而使所述游戏参与者进行体感游戏的体验。

根据本实用新型的一个实施例，所述处理模块被导通地连接于一设备主体，以使所述虚拟三维图像被显示于所述设备主体的显示屏幕，从而使所述游戏参与者通过所述显示屏幕与所述体感游戏设备进行交互。

根据本实用新型的一个实施例，所述体感游戏设备进一步包括一设备主体，其中所述处理模块被导通地连接于所述设备主体，以使所述虚拟三维图像被显示于所述设备主体的显示屏幕，从而使所述游戏参与者通过所述显示屏幕与所述体感游戏设备进行交互。

根据本实用新型的一个实施例，所述交互装置被保持在所述设备主体的所述显示屏幕的上方。

根据本实用新型的一个实施例，所述交互装置被保持在所述设备主体的所述显示屏幕的下方。

根据本实用新型的一个实施例，所述交互装置被保持在所述设备主体的所述显示屏幕的侧方。

根据本实用新型的一个实施例，所述投射模组被保持在所述设备主体的所述显示屏幕的一侧，所述摄像模组被保持在所述设备主体的所述显示屏幕的另一侧。

根据本实用新型的一个实施例，所述投射模组被保持在所述设备主体的所述显示屏幕的上方，所述摄像模组被保持在所述设备主体的所述显示屏幕的下方。

根据本实用新型的一个实施例，所述投射模组被保持在所述设备主体的所述显示屏幕的下方，所述摄像模组被保持在所述设备主体的所述显示屏幕的上方。

根据本实用新型的一个实施例，所述交互装置被可拆卸地安装于所述设备主体，或者所述交互装置被邻近地设置于所述设备主体。

根据本实用新型的一个实施例，所述交互装置被集成于所述设备主体。

根据本实用新型的一个实施例，所述交互装置进一步包括一连接体，所述投射模组、所述摄像模组和所述处理器分别被组装于所述连接体。

根据本实用新型的一个实施例，所述投射模组是一红外激光投射器，所述摄像模组是一带有红外图像传感器的摄像模组。

根据本实用新型的一个实施例，被所述投射模组投射的所述结构光是一具有固定图形的激光散斑点阵图案的经由调制的光线。

根据本实用新型的一个实施例，所述处理模块进一步包括一深度感知芯片和一处理器，所述深度感知芯片被导通地连接于所述摄像模组和所述处理器，其中所述深度感知芯片根据所述图像获得与所述游戏参与者相关联的一深度图信息，所述处理器根据所述深度图信息得到所述虚拟三维图像。

附图说明

图1A是依本实用新型的一较佳实施例的一体感游戏设备的概念示意图。

图1B是依本实用新型的另一较佳实施例的一体感游戏设备的概念示意图。

图1C是依本实用新型的另一较佳实施例的一体感游戏设备的概念示意图。

图1D是依本实用新型的另一较佳实施例的一体感游戏设备的概念示意图。

图1E是依本实用新型的另一较佳实施例的一体感游戏设备的概念示意图。

图1F是依本实用新型的另一较佳实施例的一体感游戏设备的概念示意图。

图1G是依本实用新型的另一较佳实施例的一体感游戏设备的概念示意图。

图1H是依本实用新型的另一较佳实施例的一体感游戏设备的概念示意图。

图1I是依本实用新型的另一较佳实施例的一体感游戏设备的概念示意图。

图1J是依本实用新型的上述较佳实施例的所述体感游戏设备的使用状态参考示意图。

图2是依本实用新型的上述较佳实施例的所述体感游戏设备的交互装置的原理概念示意图。

图3A是依本实用新型的上述较佳实施例的所述体感游戏设备的一个使用状态的概念示意图。

图3B是依本实用新型的上述较佳实施例的所述体感游戏设备的另一个使用状态的概念示意图。

图3C是依本实用新型的上述较佳实施例的所述体感游戏设备的另一个使用状态的概念示意图。

图3D是依本实用新型的上述较佳实施例的所述体感游戏设备的另一个使用状态的概念示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

参考本实用新型的说明书附图之图1A至图2，依据本实用新型的一较佳实施例的一体感游戏设备被阐明，其中所述体感游戏设备包括至少一交互装置10，其中所述交互装置10能够与一设备主体20连接在一起，以帮助至少一游戏参与者30进行体感游戏体验。

可以理解的是，所述体感游戏设备也可以包括所述设备主体20，以使所述交互装置10和所述设备主体20能够被连接在一起而形成所述体感游戏设备，从而帮助所述游戏参与者30进行体感游戏体验。

值得一提的是，所述设备主体20可以是任何具备显示能力或者经由投影方式具备显示能力的设备，包括但不限于电视机、电脑、投影仪等，还包括两项或者两项以上的组合。本领域的技术人员应当理解的是，在本实用新型的所述体感游戏设备的说明书附图及其以下的描述中，所涉及的被实施为电视机或者被显示为电视机的所述设备主体20仅作为举例，来阐述本实用新型的所述体感游戏设备的特征和优势，其并不构成对本实用新型的所述体感游戏设备的内容和范围的限制。

所述交互装置10进一步包括至少一摄像模组11、至少一投射模组12以及至少一处理模块13，其中所述摄像模组11和所述投射模组12被邻近地设置，所述摄像模组11和所述处理模块13被导通地连接。优选地，所述交互装置10 还可以包括一连接体14，其中所述摄像模组11、所述投射模组12和所述处理模块13分别被组装于所述连接体14，以使所述摄像模组11和所述投射模组12被邻近地设置，并且所述连接体14使所述摄像模组11、所述投射模组12和所述处理模块13被组合在一起。

另外，所述连接体14也可以是一个壳体，其不仅能够用于组装所述摄像模组11、所述投射模组12和所述处理模块13，而且所述连接体14的外部形状也可以是所述体感游戏设备的外部形状，这样，可以使所述体感游戏设备在被设计时具有更大的灵活性。

附图1A示出了所述体感游戏设备的一个较佳的实施例，其中所述交互装置 10和所述设备主体20相互独立，并且所述交互装置10可以被设置于所述设备主体20的上部，以使所述交互装置10被保持在所述设备主体20的显示屏幕21 的上方。例如在本实用新型的一个具体示例中，所述交互装置10的所述连接体 14可以设有一个夹体，以通过夹持在所述设备主体20的上部的方式使所述交互装置10被保持在所述设备主体20的所述显示屏幕21的上方。在本实用新型的另一个具体示例中，所述交互装置10的所述连接体14也可以设有一个胶合层，以通过黏贴在所述设备主体20的上部的方式使所述交互装置10被保持在所述设备主体20的所述显示屏幕21的上部。

应当理解的是，上述所涉及的所述连接体14被设有夹体或者胶合层仅为示例来说明所述交互装置10和所述设备主体20是相互独立的，并且在使用所述体验游戏设备时，能够使所述交互装置10保持在所述设备主体20的所述显示屏幕 21的上方，因此，上述所涉及的所述连接体14被设有夹体或者胶合层的方式并不构成对本实用新型的所述体感游戏设备的内容和范围的限制。

另外，本领域的技术人员可以理解的是，所述交互装置10也可以被集成在所述设备主体20的上部的内部，以使所述交互装置10和所述设备主体20结合为一体，从而形成所述体感游戏设备。

附图1B示出了所述体感游戏设备的另一个较佳的实施例，其中所述交互装置10被设置在所述设备主体20的上方，以使所述交互装置10被保持在所述设备主体20的所述显示屏幕21的上方，并且所述交互装置10和所述设备主体20 并没有接触。例如，所述交互装置10和所述设备主体20都可以被保持在墙壁上或者其他的位置。

附图1C示出了所述体感游戏设备的另一个较佳的实施例，其中所述交互装置10也可以被设置在所述设备主体20的下部，以使所述交互装置10被保持在所述设备主体20的所述显示屏幕21的下方。例如在一个具体的示例中，所述交互装置10可以通过所述连接体14被保持在所述设备主体20的显示部，或者所述交互装置10可以通过所述连接体14被保持在所述设备主体20的用于支撑所述显示部的基座，本实用新型在这方面不受限制。

类似地，所述交互装置10和所述设备主体20可以是相互独立的，在将所述交互装置10安装于所述设备主体20的下部，以使所述交互装置10被保持在所述设备主体20的所述显示屏幕21的下方时，使所述交互装置10和所述设备主体20相互配合而形成所述体感游戏设备。所述交互装置10也可以被集成在所述设备主体20的下部的内部，以使所述交互装置10和所述设备主体20结合为一体，从而形成所述体感游戏设备。

附图1D示出了所述体感游戏设备的另一个较佳的实施例，其中所述交互装置10被设置在所述设备主体20的下方，以使所述交互装置10被保持在所述设备主体20的所述显示屏幕21的下方，并且所述交互装置10和所述设备主体20 并没有接触。

附图1E示出了所述体感游戏设备的另一个较佳实施例，其中所述交互装置 10可以被设置于所述设备主体20的侧部，或者所述交互装置10可以被集成在所述设备主体20的侧部。而在附图1F示出的所述体感游戏设备的另一个较佳实施例中，被设置于所述设备主体20的侧部的所述交互装置10也可以没有与所述设备主体20接触。本领域的技术人员可以理解的是，尽管在附图1E和附图1F 示出的这两个示例中，所述设备主体20的两侧均被设置或者被集成了一个所述交互装置10，在其他的示例中，所述设备主体20可以仅由一侧被设置或者被集成所述交互装置10。

另外，尽管在本实用新型的说明书附图和上述的说明中仅描述了所述交互装置10可以被设置或者被集成在所述设备主体20的上部、下部或者侧部的实施方式，而在其他的示例中，所述交互装置10也可以被设置在所述设备主体20的转角处等任何可能的位置，因此，被设置或者被集成在所述设备主体20的上部、下部或者侧部的实施方式并不限制本实用新型的所述体感游戏设备的内容和范围。

附图1G示出了所述体感游戏设备的另一个较佳实施例，其中所述交互装置 10也可以没有所述连接体14，即，所述交互装置10的所述摄像模组11和所述投射模组12是相互独立的，其中所述交互装置10的所述摄像模组11和所述投射模组12可以分别被设置或者被集成在所述设备主体20的上部或者下部，例如所述摄像模组11可以被设置或者被集成在所述设备主体20的上部，所述投射模组12可以被设置或者被集成在所述设备主体20的下部，或者所述摄像模组11 可以被设置或者被集成在所述设备主体20的下部，所述投射模组12可以被设置或者被集成在所述设备主体20的上部。

在附图1H示出的所述体感游戏设备的另一个较佳实施例中，其中所述交互装置10的所述摄像模组11和所述投射模组12可以分别被设置或者被集成在所述设备主体20的两侧，例如所述摄像模组11被设置或者被集成在所述设备主体 20的一侧，所述投射模组12被设置或者被集成在所述设备主体20的另一侧。

附图1I和图1J示出了所述体感游戏设备的另一个较佳实施例，其中所述体感游戏设备可以仅包括一个所述交互装置10，并且所述交互装置10可以与任何现有的所述设备主体20相互配合，以帮助所述游戏参与者30进行体感游戏体验。例如在附图1J这个示例中，所述交互装置10可以被邻近地设置在现有的被实施为电视机的所述设备主体20，以，以帮助所述游戏参与者30进行体感游戏体验。本领域的技术人员应当理解的是，根据需要，所述交互装置10可以被邻近地设置在所述设备主体20的任何位置，而不限于附图1J中示出的所述交互装置10 被设置在所述设备主体20的上方的示例。另外，多个所述交互装置10可以被邻近地设置在一个所述设备主体20。

附图2示出了所述体感游戏设备的交互装置10的原理。在本实用新型的所述体感游戏设备中，所述交互装置10的所述摄像模组11和所述投射模组12被相邻地设置，以使所述交互装置10形成一开放的交互环境15，其中所述游戏参与者30在使用所述体感游戏设备进行体感游戏体验时位于所述交互环境15。另外，所述交互装置10的所述摄像模组11、所述投射模组12和所述处理模块13 被结合为一体。优选地，所述摄像模组11、所述投射模组12和所述处理模块13 通过所述连接体14被结合为一体。

优选地，所述投射模组12可以被实施为一个红外激光投射器，所述摄像模组11被实施为带有一个红外图像传感器的摄像模组，以提高所述交互装置10的精度和缩短所述交互装置10的延迟。尽管如此，本领域的技术人员可以理解的是，所述投射模组12和所述摄像模组11的类型不限于红外激光投射器和带有红外图像传感器的摄像模组。更优选地，所述投射模组12的类型和所述摄像模组 11的类型一致，以保证所述交互装置10在被使用时的可靠性和稳定性。

在使用时，所述投射模组12向所述交互环境15和位于所述交互环境15的一对象100投射结构光，所述摄像模组11能够接收被所述对象100反射的结构光，以在进行光电转化后而成像，从而获得与所述对象100相关联的图像，后续，所述处理模块13在对所述图像进行处理后得到与所述对象100相关联的一虚拟三维图像200。所述虚拟三维图像200能够被发送至所述设备主体20，以在所述设备主体20的所述显示屏幕21上进行显示，从而使所述游戏参与者30进行体感游戏的体验。优选地，被所述投射模组12投射的结构光可以是具有固定图形的激光散斑点阵图案的经过调制的光线，通过这样的方式，能够提高所述交互装置10在获得与所述对象100相关联的所述虚拟三维图像200时的精度，进而提高所述体感游戏设备的体验效果。

进一步地，所述处理模块13包括一深度感知芯片131和一处理器132，其中所述深度感知芯片131处理被所述摄像模组12生成的与所述对象100相关联的所述图像，以得到与所述对象100相关联的深度图信息，其中所述处理器132 将所述深度图信息与中间层算法结合进行处理后，得到与所述对象100相关联的所述虚拟三维图像200，即，确定所述对象100的状态和动作。例如在本发明的一个较佳的实施例中，所述处理器132能够将所述深度图信息与骨骼提取算法结合进行处理后，得到与所述对象100相关联的所述虚拟三维图像200。

在附图2中，所述交互装置10可以在远离所述交互装置10的位置形成开放性的所述交互环境15。具体地说，在远离所述交互装置10的位置定义一区域16，可以理解的是，所述区域16和所述交互装置10之间具有一最佳预设位置，其中所述最佳预设位置和所述交互装置10的性能有关，其并不限制本实用新型的所述体感游戏的内容和范围。

当所述投射模组12投射到所述区域16的结构光被位于所述区域16内的对象100反射且能够被所述摄像模组11接收时，所述区域16形成开放性的所述交互环境15。也就是说，所述交互装置10形成的开放性的所述交互换将14为所述游戏参与者30提供了一个进行体感游戏的体验环境。

值得一提的是，本实用新型所涉及的开放性的所述交互环境15是指，当所述体感游戏设备处于工作状态时，在任何时间进入所述交互环境15的任何对象都能够参与到体感游戏的体验过程，这是现有技术的体感游戏设备意料不到的，并且本实用新型的所述体感游戏设备提供的这种开放性的所述交互环境15对于所述游戏参与者30进行体感游戏的体验来说特别的有效，本实用新型在接下来的描述中将对其进行详细的介绍和阐述。

参考附图3A至图3D，将详细揭露所述游戏参与者30通过所述体感游戏设备进行体感游戏的体验的过程，其中以所述交互装置10被设置于或者集成于所述设备主体20的上部，以使所述交互装置10被保持在所述设备主体20的所述显示屏幕21的上方为例，对本实用新型的所述体感游戏设备进行揭露和阐述，本领域的技术人员应当理解的是，附图3A至图3D揭露的所述交互装置10和所述设备主体20的位置关系并不构成对本实用新型的内容和范围的限制。

在附图3A中，被保持在所述设备主体20的所述显示屏幕21的上方的所述交互装置10，在所述设备主体20的前方形成一个开放性的所述交互环境15，其中所述交互环境15与所述设备主体20具有最佳预设距离，并且所述交互环境 15形成于所述设备主体20的所述显示屏幕21的前方，以便于所述游戏参与者 30通过所述设备主体20的所述显示屏幕21与所述体感游戏设备进行交互。

另外，在所述交互环境15形成后，处于所述交互环境15的所述对象100能够被所述交互装置10建立与所述对象100相关联的所述虚拟三维图像200，并使所述虚拟三维图像200显示在所述设备主体20的所述显示屏幕21上。

例如，在附图3A示出的这个阶段，所述对象100可以仅是位于所述交互环境15的背景环境300。在附图3B示出的这个阶段，至少一个所述游戏参与者30可以位于所述交互环境15，以使所述游戏参与者30能够被所述交互环境10 建立与所述游戏参与者30相关联的所述虚拟三维图像200，并使所述虚拟三维图像200显示在所述设备主体20的所述显示屏幕21上，从而所述游戏参与者 30可以通过所述设备主体20的所述显示屏幕21与所述体感游戏设备进行交互。

在这个过程中，所述交互装置10的所述投射模组12能够分别向处于所述交互环境15的所述背景环境300和所述游戏参与者30投射结构光，所述摄像模组 11能够接收被所述背景环境300和所述游戏参与者30反射的所述结构光并生成所述图像，所述处理模块13的所述深度感知芯片131能够分析所述图像并生成所述深度图信息，其中所述处理模块13的所述处理器132将所述深度图信息与 SDK结合进行应用层算法处理后，得到分别与所述背景环境300相关联和与所述游戏参与者30相关联的所述虚拟三维图像200，并且所述虚拟三维图像200 被显示在所述设备主体20的所述显示屏幕21上。也就是说，所述背景环境300 和所述游戏参与者30可以形成所述对象100。

在附图3C和图3D中，在所述游戏参与者30通过所述体感游戏设备进行体感游戏的体验的过程中，其他的所述游戏参与者30也可以自所述交互环境15的外部进入到所述交互环境15的内部，以参与到体感游戏的体验过程中，并且在这个过程中，新的参与的所述游戏参与者30可以不需要穿戴或者佩戴任何的辅助设备，以使得所述游戏参与者30参与或者退出体感游戏的体验过程都十分的方便。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。本实用新型的目的已经完整并有效地实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。