面向运动的虚拟现实交互系统及方法与流程

本申请涉及运动健身技术领域，具体涉及一种面向运动的虚拟现实交互系统及方法。

背景技术：

虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，通过利用计算机生成一种模拟环境，一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，使用户沉浸到该模拟环境中。

随着生活品质的提高，人们愿意去健身房中锻炼，其中跑步机与动感单车等运动器材尤为受欢迎。然而当前室内健身房中的运动由于受限于环境限制，环境变化较为单一，长时间会导致用户产生视觉的疲劳感，用户体验有待提升。

更进一步地，单纯为每个健身用户配备独立的虚拟现实设备，所能提升的用户体验较为有限，用户在经过短期的新奇体验后，长时间后仍会产生单人模式的疲劳感。

技术实现要素：

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种通过多用户之间进行虚拟现实交互以充分缓解健身用户的视觉疲劳感的面向运动的虚拟现实交互系统及方法。

第一方面，本发明提供一种智能头显设备，所述智能头显设备对应于当前用户使用的运动器材，若干个所述智能头显设备对应于一个中央控制设备。

所述智能头显设备包括：

通信单元，用于接收对应的运动器材发送的用户运动信息，向所述中央控制设备发送签名后的用户运动信息，接收所述中央控制设备发送的多人互动虚拟场景信息和各所述智能头显设备签名的用户运动信息；

处理单元，用于确认参与多用户互动，对所述用户运动信息进行签名，根据所述多人互动虚拟场景信息和各所述智能头显设备签名的用户运动信息生成虚拟交互场景画面；

显示单元，用于显示所述虚拟交互场景画面。

第二方面，本发明提供一种中央控制设备，所述中央控制设备对应于若干个智能头显设备，用于接收各所述智能头显设备分别发送的签名的用户运动信息，接收或生成多人互动虚拟场景信息，向各所述智能头显设备分别发送所述多人互动虚拟场景信息和各所述签名的用户运动信息，以供各所述智能头显设备分别生成并显示虚拟交互场景画面。

第三方面，本发明提供一种面向运动的虚拟现实交互系统，包括若干组上述智能头显设备和对应的运动器材，以及上述中央控制设备；

所述运动器材用于采集当前用户的用户运动信息，监测当前用户的用户体征信息，将所述用户运动信息和用户体征信息发送至对应的智能头显设备。

第四方面，本发明提供一种面向运动的虚拟现实交互方法，所述方法包括：

接收对应的运动器材发送的用户运动信息；

确认参与多用户互动，对所述用户运动信息进行签名，向中央控制设备发送签名后的用户运动信息；

接收所述中央控制设备发送的多人互动虚拟场景信息和各智能头显设备签名的用户运动信息；

根据所述多人互动虚拟场景信息和各智能头显设备签名的用户运动信息生成虚拟交互场景画面；

显示所述虚拟交互场景画面。

第五方面，本发明提供另一种面向运动的虚拟现实交互方法，所述方法包括：

接收若干个智能头显设备分别发送的签名的用户运动信息；

接收或生成多人互动虚拟场景信息；

向各所述智能头显设备分别发送所述多人互动虚拟场景信息和各所述签名的用户运动信息，以供各所述智能头显设备分别生成并显示虚拟交互场景画面。

本发明诸多实施例提供的面向运动的虚拟现实交互系统及方法通过运动器材采集当前用户的用户运动信息并发送至对应的智能头显设备，各智能头显设备分别对用户运动信息进行签名并发送至中央控制设备，再由中央控制设备向各智能头显设备发送多人互动虚拟场景信息和各项签名的用户运动信息，以供各智能头显设备分别生成虚拟交互场景画面并显示，最终实现了多用户在同一虚拟场景中进行虚拟现实交互，从而充分缓解健身用户的视觉疲劳感；

本发明一些实施例提供的面向运动的虚拟现实交互系统及方法进一步通过运动器材采集用户体征信息并发送至对应的智能头显设备，在虚拟交互场景画面中显示，实现了让用户在多人交互中获知自身的实时体征信息，以保障良好的健身效果；

本发明一些实施例提供的面向运动的虚拟现实交互系统及方法进一步通过在多人互动虚拟场景中设置按预设规则与各所述虚拟用户影像进行互动的虚拟互动对象，实现为用户提供多人游戏、竞赛等项目，进一步丰富了多人健身时虚拟现实互动的趣味性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例中智能头显设备的结构示意图。

图2为本发明一实施例中一种面向运动的虚拟现实交互方法的流程图。

图3为图2所示方法的一种优选实施方式的流程图。

图4为图2所示方法的一种优选实施方式的流程图。

图5为图2所示方法的一种优选实施方式的流程图。

图6为本发明一实施例中中央控制设备及对应的若干智能头显设备的示意图。

图7为本发明一实施例中另一种面向运动的虚拟现实交互方法的流程图。

图8为本发明一实施例中面向运动的虚拟现实交互系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1为本发明一实施例中智能头显设备的结构示意图。

如图1所示，在本实施例中，本发明提供的智能头显设备10包括通信单元11、处理单元12和显示单元13。智能头显设备10对应于当前用户使用的运动器材，若干个智能头显设备10对应于一个中央控制设备。

通信单元11用于接收对应的运动器材发送的用户运动信息，向所述中央控制设备发送签名后的用户运动信息，接收所述中央控制设备发送的多人互动虚拟场景信息和各所述智能头显设备签名的用户运动信息；

处理单元12用于确认参与多用户互动，对所述用户运动信息进行签名，根据所述多人互动虚拟场景信息和各所述智能头显设备签名的用户运动信息生成虚拟交互场景画面；

显示单元13用于显示所述虚拟交互场景画面。

图2为本发明一实施例中一种面向运动的虚拟现实交互方法的流程图。图2所示的虚拟现实交互方法可对应应用于图1所示的智能头显设备中。

如图2所示，在本实施例中，本发明提供的面向运动的虚拟现实交互方法包括：

S12：接收对应的运动器材发送的用户运动信息；

S14：确认参与多用户互动，对所述用户运动信息进行签名，向中央控制设备发送签名后的用户运动信息；

S16：接收所述中央控制设备发送的多人互动虚拟场景信息和各智能头显设备签名的用户运动信息；

S18：根据所述多人互动虚拟场景信息和各智能头显设备签名的用户运动信息生成虚拟交互场景画面；

S19：显示所述虚拟交互场景画面。

具体地，在本实施例中，智能头显设备10为智能眼镜，所述运动器材为跑步机或健身自行车，所述中央控制设备为pc服务器，智能头显设备10分别通过无线网络与对应的运动器材和所述中央控制设备通信连接。

在更多实施例中，智能头显设备10可根据实际需求采用头戴式VR显示器等不同智能头显设备；运动器材可根据实际需求采用各种不同类型的健身器械或运动辅助装备；中央控制设备可根据实际需求采用不同的控制装置；智能头显设备10与对应的运动器材和所述中央控制设备之间可根据实际需求采用有线连接或通过基站进行无线通信等不同的通信连接方式。只要各项设备具备上述实施例所述的各项功能，即可实现相同的技术效果，未超出本实施例的设计思路和保护范围。

在步骤S12中，通信单元11接收对应的运动器材发送的用户运动信息，并发送至处理单元12。

在步骤S14中，处理单元12控制显示单元13提示用户是否参与多用户互动，在用户确认之后，处理单元12对所述用户运动信息进行签名，控制通信单元11向中央控制设备发送签名后的用户运动信息。

在步骤S16中，通信单元11接收所述中央控制设备发送的多人互动虚拟场景信息和各智能头显设备10签名的用户运动信息。具体地，多人互动虚拟场景信息可以由中央控制设备选定多人互动虚拟场景后生成，也可以由选定为主机的智能头显设备10提示用户选定多人互动虚拟场景后生成。

在步骤S18中，处理单元12根据所述多人互动虚拟场景信息和各智能头显设备签名的用户运动信息生成虚拟交互场景画面。具体地，所述虚拟交互场景画面可以是当前用户的第一人称视角，也可以是当前用户的第三人称视角，还可以在两者之间进行切换。

在步骤S19中，显示单元13显示所述虚拟交互场景画面。

上述实施例提供的智能头显设备和虚拟现实交互方法通过运动器材采集当前用户的用户运动信息并发送至对应的智能头显设备，各智能头显设备分别对用户运动信息进行签名并发送至中央控制设备，再由中央控制设备向各智能头显设备发送多人互动虚拟场景信息和各项签名的用户运动信息，以供各智能头显设备分别生成虚拟交互场景画面并显示，最终实现了多用户在同一虚拟场景中进行虚拟现实交互，从而充分缓解健身用户的视觉疲劳感。

在一优选实施例中，通信单元11还用于接收对应的运动器材发送的用户体征信息。显示单元13还用于在所述虚拟交互场景画面中显示所述用户体征信息。

图3为图2所示方法的一种优选实施方式的流程图。图3所示的虚拟现实交互方法可对应应用于上述优选实施例的智能头显设备中。

如图3所示，在一优选实施例中，步骤S12还包括接收对应的运动器材发送的用户体征信息，步骤S19还包括在所述虚拟交互场景画面中显示所述用户体征信息。

具体地，在本实施例中，所述用户体征信息包括用户的心跳、脉搏等实时体征数据。在更多实施例中，所述用户体征信息还可根据实际需求设置为更多不同类型的体征数据。

上述实施例进一步通过运动器材采集用户体征信息并发送至对应的智能头显设备，在虚拟交互场景画面中显示，实现了让用户在多人交互中获知自身的实时体征信息，以保障良好的健身效果。

在一优选实施例中，处理单元12还用于生成控制对应的运动器材的控制指令，通信单元11还用于向对应的运动器材发送所述控制指令。

图4为图2所示方法的一种优选实施方式的流程图。图4所示的虚拟现实交互方法可对应应用于上述优选实施例的智能头显设备中。

如图4所示，在一优选实施例中，步骤S12之前还包括：

S11：生成控制对应的运动器材的控制指令，并向对应的运动器材发送。

在一优选实施例中，处理单元12还用于在当前智能头显设备10设定为主机后，设定多人互动虚拟场景；通信单元11还用于向所述中央控制设备发送多人互动虚拟场景信息。

图5为图2所示方法的一种优选实施方式的流程图。图5所示的虚拟现实交互方法可对应应用于上述优选实施例的智能头显设备中。

如图5所示，在一优选实施例中，步骤S16之前还包括：

S15：在当前智能头显设备设定为主机后，设定多人互动虚拟场景，向所述中央控制设备发送多人互动虚拟场景信息。

在一优选实施例中，所述虚拟交互场景画面包括在多人互动虚拟场景中分别根据各所述签名的用户运动信息变幻的各虚拟用户影像。

具体地，例如用户甲、乙、丙当前处于同一多人互动虚拟场景中，用户甲、乙、丙使用的运动器材均为健身自行车，当前时速分别为16km/h、20km/h和25km/h，则在所述虚拟交互场景画面显示的多人互动虚拟场景中，用户甲、乙、丙的虚拟用户影像分别以16km/h、20km/h和25km/h的速度骑自行车前进。所述虚拟用户影像可以是真人影像、三维影像、卡通影像等不同类型的影响，用户可通过智能眼镜自行选择设定。

在一优选实施例中，所述虚拟交互场景画面还包括按预设规则在所述多人互动虚拟场景中与各所述虚拟用户影像进行互动的虚拟互动对象。

具体地，同样以用户甲、乙、丙当前处于同一多人互动虚拟场景中，用户甲、乙、丙使用的运动器材均为健身自行车为例，所述多人互动虚拟场景为太空，所述虚拟交互场景画面包括一太空船，该太空船需要当前场景中每个用户的时速达到15km/h才能驱动，需要至少一个用户的时速达到25km/h才能进行射击，等等。

在另一具体实施例中，用户甲、乙、丙、丁处于同一多人互动虚拟场景中，用户甲、乙、丙、丁使用的运动器材均为跑步机，所述多人互动虚拟场景为猎场，所述虚拟互动对象为一只奔跑的兔子。在所述虚拟交互场景画面显示的多人互动虚拟场景中，各用户的虚拟用户影像分别以用户实际的跑动时速追逐兔子，兔子按预设规则生成的时速奔跑，当某一用户率先完成10km的跑步里程，即可抓获该兔子，获得该局游戏的胜利。

在又一具体实施例中，用户甲、乙、丙、丁处于同一多人互动虚拟场景中，用户甲、乙、丙、丁使用的运动器材均为跑步机，所述多人互动虚拟场景为丛林逃生，所述虚拟互动对象为一只追逐用户的老虎。在所述虚拟交互场景画面显示的多人互动虚拟场景中，各用户的虚拟用户影像分别以用户实际的跑动时速逃跑，老虎按预设规则生成的时速追逐各用户，当某一用户的跑步时速低于8km/h时，或最后一个完成5km的跑步里程，即被老虎追上，在该局游戏中被淘汰。

上述实施例进一步通过在多人互动虚拟场景中设置按预设规则与各所述虚拟用户影像进行互动的虚拟互动对象，实现为用户提供多人游戏、竞赛等项目，进一步丰富了多人健身时虚拟现实互动的趣味性。

图6为本发明一实施例中中央控制设备及对应的若干智能头显设备的示意图。

如图6所示，在本实施例中，本发明提供一种中央控制设备20，中央控制设备20对应于若干个智能头显设备10，用于接收各智能头显设备10分别发送的签名的用户运动信息，接收或生成多人互动虚拟场景信息，向各智能头显设备10分别发送所述多人互动虚拟场景信息和各所述签名的用户运动信息，以供各智能头显设备10分别生成并显示虚拟交互场景画面。

图7为本发明一实施例中另一种面向运动的虚拟现实交互方法的流程图。图7所示的虚拟现实交互方法可对应应用于图6所示的中央控制设备20中。

如图7所示，在本实施例中，本发明提供的另一种面向运动的虚拟现实交互方法包括：

S22：接收若干个智能头显设备分别发送的签名的用户运动信息；

S24：接收或生成多人互动虚拟场景信息；

S26：向各所述智能头显设备分别发送所述多人互动虚拟场景信息和各所述签名的用户运动信息，以供各所述智能头显设备分别生成并显示虚拟交互场景画面。

上述实施例提供的中央控制设备和虚拟现实交互方法实现了多用户在同一虚拟场景中进行虚拟现实交互，从而充分缓解健身用户的视觉疲劳感。

在一优选实施例中，所述虚拟交互场景画面包括在多人互动虚拟场景中分别根据各所述签名的用户运动信息变幻的各虚拟用户影像。

在一优选实施例中，所述虚拟交互场景画面还包括按预设规则在所述多人互动虚拟场景中与各所述虚拟用户影像进行互动的虚拟互动对象。

图8为本发明一实施例中面向运动的虚拟现实交互系统的结构示意图。

如图8所示，在本实施例中，本发明提供的面向运动的虚拟现实交互系统包括上述任一实施例所述的中央控制设备20，以及若干组上述任一实施例所述的智能头显设备10和对应的运动器材30。

运动器材30用于采集当前用户的用户运动信息，监测当前用户的用户体征信息，将所述用户运动信息和用户体征信息发送至对应的智能头显设备10。

上述实施例提供的虚拟现实交互系统实现了多用户在同一虚拟场景中进行虚拟现实交互，从而充分缓解健身用户的视觉疲劳感。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，所述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这根据所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以通过执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以通过专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本申请实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，例如，处理单元12可以是设置在头戴式VR显示器中的手机中的软件程序，也可以是智能眼镜中的硬件芯片。其中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定，例如，处理单元12还可以被描述为“用于实现多人虚拟现实健身互动的健身互动单元”。

作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中所述装置中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，所述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本申请的公式输入方法。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。