基于增强现实的运动活动控制方法、控制装置及设备与流程

本发明涉及运动控制领域，特别地，涉及一种基于增强现实的运动活动控制方法、控制装置及设备。

背景技术：

增强现实(ar，augmentedreality)是指通过将数字信息叠加在显示装置上被观看的现实世界图像上，从而产生合成图像的技术而创建的现实的增强版显示图像。ar也被称之为混合现实。通过数字处理技术，将虚拟的信息应用到真实世界，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。ar提供了在一般情况下，不同于人类可以感知的信息。它不仅展现了真实世界的信息，而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。在视觉化的增强现实中，用户利用头盔显示器，把真实世界与电脑图形多重合成在一起，便可以看到真实的世界围绕着它。

目前，ar在国内外已经有许多实际的应用。如在工程机械领域，在进行机械安装、维修、调式时，通过头盔显示器，可以将原来不能呈现的机器内部结构，以及它的相关信息、数据完全呈现出来，从而便于操作人员按照电脑的提示，来进行工作，解决技术难题。使得的机械维护工作非常方便、快捷、准确；在医疗方面，医生可以利用ar，轻易地进行手术部位的精确定位；在军事方面，部队可以利用ar，进行方位的识别，获得目前所在地点的地理数据等重要军事数据；在航空、航海方面，驾驶人员，通过ar系统，能够轻易、快捷、准确地获得所处方位的地理、天气、气候等相关资料，保证顺利地完成航空、航海工作；在旅游、展览方面，人们在浏览、参观的同时，将接收到途经建筑的相关资料，观看展品的相关数据资料；在教育方面，魔法书是一个典型的例子。魔法书看上去，和普通的书籍没有不同，同样有图片和文字。当读者戴着头盔显示器在观看书页时，你可以看到立体的物体，沉浸在书中所描绘的立体虚拟世界中，以微型虚拟的替身形式与其他读者一起畅游；在游戏领域亦有应用，增强现实的quake游戏可以让位于全球不同地点的玩家，共同进入一个真实的自然场景，以虚拟替身的形式，进行网络对战。

现有技术中，尚无将ar技术与运动活动，如寻宝、定向运动、无线电测向运动等体育运动结合来提升运动竞技的趣味性及用户体验的相关报道，随着人们生活品质的提高，愈来愈追求健康的生活方式，如何借助科技的进步，来提升用户的运动体验，本发明基于此目的提出一种基于增强现实的运动活动控制方法及控制装置，以改善现有的运动活动中无法在运动进程中实现可视化激励、用户体验度有待提升的现状。

技术实现要素：

本发明提供了一种基于增强现实的运动活动控制方法、控制装置及设备，以解决现有的运动活动的用户体验有待提升的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供一种基于增强现实的运动活动控制方法，基于增强现实ar装置，ar装置为用于用户随身携带且具有摄像及移动通信功能的智能移动终端，本发明控制方法包括：

ar装置跟随用户移动的过程中生成与途径检查点对应的触发指令，途径检查点为预先设置于运动路径上的一个或者多个地理位置；

ar装置经触发指令开启ar合成，在ar装置拍摄的背景图像数据上叠加预先设计的图标，并显示叠加预先设计的图标后的增强现实图像，判定ar装置到达途径检查点。

进一步地，判定ar装置到达途径检查点的方式包括自动方式和/或捕获方式；其中，

自动方式为ar装置在触发指令的驱动下自动显示叠加预先设计的图标后的增强现实图像，以判定ar装置对应的用户到达检查点；

捕获方式为ar装置在触发指令的驱动下显示叠加预先设计的图标后的增强现实图像时，需要用户捕捉图标，当捕捉成功后，判定ar装置对应的用户到达检查点或捕获图标成功；当捕捉失败后，判定ar装置对应的用户未成功到达检查点或捕获图标失败。

进一步地，预先设计的图标为二维图形或者三维图形。

进一步地，在捕获方式下，预先设计的图标为动态图标。

进一步地，触发指令的生成包括但不限于：比较智能移动终端实时对应的定位信息是否与地理位置对应的地理坐标匹配以生成触发指令、以无线电信号触发的方式生成触发指令、以图片识别或者二维码扫码方式生成触发指令。

根据本发明的另一方面，还提供一种基于增强现实的运动活动控制装置，基于增强现实ar装置，ar装置为用于用户随身携带且具有摄像及移动通信功能的智能移动终端，本发明控制装置包括：

触发模块，用于在ar装置跟随用户移动的过程中生成与途径检查点对应的触发指令，途径检查点为预先设置于运动路径上的一个或者多个地理位置；

合成模块，用于ar装置经触发指令开启ar合成，在ar装置拍摄的背景图像数据上叠加预先设计的图标，并显示叠加预先设计的图标后的增强现实图像，判定ar装置到达途径检查点。

进一步地，合成模块包括以下至少之一：

自动合成单元，用于ar装置在触发指令的驱动下自动显示叠加预先设计的图标后的增强现实图像，以判定ar装置对应的用户到达检查点；

捕获合成单元，用于ar装置在触发指令的驱动下显示叠加预先设计的图标后的增强现实图像时，需要用户捕捉图标，当捕捉成功后，判定ar装置对应的用户到达检查点或捕获图标成功；当捕捉失败后，判定ar装置对应的用户未成功到达检查点或捕获图标失败。

进一步地，预先设计的图标为二维图形或者三维图形。

进一步地，触发模块包括以下至少之一：

第一生成单元，用于比较智能移动终端实时对应的定位信息是否与地理位置对应的地理坐标匹配以生成触发指令；

第二生成单元，用于以无线电信号触发的方式生成触发指令；

第三生成单元，用于以图片识别或者二维码扫码方式生成触发指令。

根据本发明的另一方面，还提供一种设备，该设备为用于用户随身携带且具有摄像及移动通信功能的ar智能移动终端，ar智能移动终端上还具有上述的控制装置。

本发明具有以下有益效果：

本发明基于增强现实的运动活动控制方法、控制装置及设备，通过在运动活动中引入ar装置，并在ar装置经过预设途径检查点时生成对应的触发指令，进而经ar装置在其拍摄的背景图片数据上叠加预先设计的图标，并显示叠加该预先设计的图标后的增强现实图像，使得用户在运动活动过程中到达途径检查点的签到体验提升，趣味性增强，实现了科技与运动控制的完美结合，尤其适用于青少年运动活动推广。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例基于增强现实的运动活动控制方法的流程示意图；

图2是本发明优选实施例中捕获方式的过程示意图；

图3是本发明优选实施例基于增强现实的运动活动控制装置的原理方框示意图；

图4是本发明优选实施例中合成模块的原理方框示意图；

图5是本发明优选实施例中触发模块的原理方框示意图。

具体实施方式

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发明。

本发明的优选实施例提供了一种基于增强现实的运动活动控制方法，基于增强现实ar装置，ar装置为用于用户随身携带且具有摄像及移动通信功能的智能移动终端，本实施例ar装置可以为智能手机、智能眼镜、智能头盔、智能手表或者平板电脑等智能移动通讯设备，参照图1，本实施例控制方法包括：

步骤s100，ar装置跟随用户移动的过程中生成与途径检查点对应的触发指令，途径检查点为预先设置于运动路径上的一个或者多个地理位置；

步骤s200，ar装置经触发指令开启ar合成，在ar装置拍摄的背景图像数据上叠加预先设计的图标，并显示叠加预先设计的图标后的增强现实图像，判定ar装置到达途径检查点。

本实施例中，途径检查点为预先设置于运动活动的移动路径上的起点、终点、途径点中的至少一个。当ar装置路过上述途径检查点时，经触发指令开启ar合成，通过在ar装置上显示叠加预先设计的图标后的增强现实图像，进而判定ar装置到达途径检查点，实现对起点、终点和/或途经点的签到打卡。

本实施例方法，通过在运动活动中引入ar装置，并在ar装置经过预设途径检查点时生成对应的触发指令，进而经ar装置在其拍摄的背景图片数据上叠加预先设计的图标，并显示叠加该预先设计的图标后的增强现实图像，使得用户在运动活动过程中到达途径检查点的签到体验提升，趣味性增强，实现了科技与运动控制的完美结合，尤其适用于青少年运动活动推广。

本实施例中，判定ar装置到达途径检查点的方式包括自动方式和/或捕获方式；其中，

自动方式为ar装置在触发指令的驱动下自动显示叠加预先设计的图标后的增强现实图像，以判定ar装置对应的用户到达检查点；

捕获方式为ar装置在触发指令的驱动下显示叠加预先设计的图标后的增强现实图像时，需要用户捕捉图标，当捕捉成功后，判定ar装置对应的用户到达检查点或捕获图标成功；当捕捉失败后，判定ar装置对应的用户未成功到达检查点或捕获图标失败。

在一个实施例中，以定向运动为例，结合本实施例的ar装置实现定向运动过程中的智能签到。定向运动是一种智力与体力相结合的趣味性运动，也称为寻宝游戏。在定向运动中，会设置若干检查点，运动员通过定向地图寻找检查点，并根据运动员找到检查点多少和所用时间排名。在定向运动的检查点上会放置红白相间的点标和打卡签到器，本实施例中，运动员找到检查点后，携带的ar装置接收触发信息，进而生成触发指令，以证明找到该检查点，且ar装置内保存运动员到达该检查点的时间，并可以进一步上传给统计服务器，以对参赛的人员进行排名统计。

本实施例基于ar装置的定向运动流程如下：

1、确定定向运动检查点的触发ar装置生成触发指令方式；本实施例触发指令的生成包括但不限于：比较ar装置实时对应的定位信息是否与地理位置对应的地理坐标匹配以生成触发指令、以无线电信号触发的方式生成触发指令、以图片识别或者二维码扫码方式生成触发指令。

2、ar装置在途径检查点触发生成对应的触发指令；

在一个实施例中，当用户携带的ar装置进入到某途径检查点预先设置的地理围栏区域时，生成触发指令以启动ar装置上的ar合成。例如，ar装置通过gps、北斗、伽利略等卫星定位获取其实时对应的经纬度信息，并与各途径检查点的经纬度信息进行比较，当进入预先设置的地理围栏时，启动ar装置上的ar合成。采用经纬度触发方式时，不需要人工去检查点放置触发装置，节省了人力成本。

在另一实施例中，当用户经过某途径检查点时，ar装置接收预置于该处的无线信号发射装置所发射的无线电信号来生成触发指令。本实施例中，无线信号发射装置发射的无线电信号可以为蓝牙、wifi、nfc、zigbee等无线电信号。

在另一实施例中，当用户经过某途径检查点时，可以经ar装置的摄像头拍摄图片或扫描二维码的方式生成触发指令。本实施例中，需要在途径检查点预先放置图片或者二维码。

3、当运动员到达途径检查点时，所携带的ar装置在该触发指令的作用下启动ar合成，触发呈现增强现实图像，进而判定ar装置到达该途径检查点。

在一个实施例中，判定ar装置到达该途径检查点为自动方式，如：显示的增强现实图像为检查点大树下出现一个虚拟的金元宝。

在另一实施例中，判定ar装置到达该途径检查点为捕获方式，如：检查点大树下跑出一只虚拟的兔子，运动员要快跑追赶，通过ar装置中的捕捉按钮进行捕捉，捕捉到虚拟的兔子后，判断运动员达到该检查点或捕捉兔子一只。捕捉失败，则判断运动没有达到该检查点或没有捕捉到该检查点的兔子。

在捕获方式下，预先设计的图标为动态图标，即在ar装置拍摄的背景图像数据上叠加的图标为具有设定移动速度的移动图标，经ar装置显示叠加该移动图标后的增强现实图像，可以增强用户与设置的虚拟竞争对象在真实外界环境中的比赛体验，且通过实时获取及比较用户运动中ar装置对应的实时位置与移动图标的虚拟位置的距离是否符合预定阈值来判定运动员是否追赶上虚拟的兔子，当判定运动员追赶上虚拟的兔子后，ar装置上呈现的捕捉按钮(参见图2所示的发射按钮)可以被按动捕捉虚拟的兔子，进而进一步增强了运动签到的互动性及趣味性。

在另一实施例中，以无线电测向运动为例，结合本实施例ar装置实现无线电测向运动过程中的智能签到。无线电测向运动是一项军事体育运动，俗称猎狐。在无线电测向运动中，会设置若干无线电发射装置(检查点)，运动员携带ar装置寻找到这些无线电发射装置(检查点)，并利用上述方法实现智能签到，以证明找到该无线电发射装置(检查点)。根据运动员找到无线电装置(检查点)多少和所用时间决定名次。本实施例仅说明智能手机作为ar装置在无线电测向运动中的运用。

本实施例基于ar装置的无线电测向运动流程如下：

1、确定无线电测向的途径检查点触发ar装置生成触发指令方式；本实施例触发指令的生成包括但不限于：比较ar装置实时对应的定位信息是否与地理位置对应的地理坐标匹配以生成触发指令、以无线电信号触发的方式生成触发指令、以图片识别或者二维码扫码方式生成触发指令。

2、ar装置在途径检查点触发生成对应的触发指令；

在一个实施例中，当用户携带的ar装置进入到某途径检查点预先设置的地理围栏区域时，生成触发指令以启动ar装置上的ar合成。例如，ar装置通过gps、北斗、伽利略等卫星定位获取其实时对应的经纬度信息，并与各途径检查点的经纬度信息进行比较，当进入预先设置的地理围栏时，启动ar装置上的ar合成。采用经纬度触发方式时，不需要人工去检查点放置触发装置，节省了人力成本。

在另一实施例中，当用户经过某途径检查点时，ar装置接收预置于该处无线信号发射装置所发射无线电信号生成触发指令。无线电信号可以是蓝牙、wifi、nfc、zigbee、调频、调幅等无线电信号。本实施例中，无线电信号可以共用运动员测方向的无线电发射装置所发射的无线电信号，设定触发ar装置的无线电信号强度阈值。当运动员达到无线电信号发射装置(检查点)附近时，无线电信号强度达到触发ar阈值。

在另一实施例中，当用户经过某途径检查点时，可以经ar装置的摄像头拍摄图片或扫描二维码的方式生成触发指令。本实施例中，需要在途径检查点预先放置图片或者二维码。

3、当运动员到达途径检查点时，所携带的ar装置在该触发指令的作用下启动ar合成，触发呈现增强现实图像，进而判定ar装置到达该途径检查点。

例如，当运动员到达无线电发射装置(检查点)附近时，所携带的ar装置接收触发信息，触发呈现增强现实图像。

以捕捉方式为例进行说明，如：树林中跑出一只虚拟的狐狸，运动员要快跑追赶，通过ar装置中的捕捉按钮进行捕捉，捕捉到虚拟的狐狸后，判定运动员找到该无线电发射装置(检查点)或捕捉狐狸一只。捕捉失败，则判定运动没有找到该无线电发射装置(检查点)或没有捕捉到该检查点的狐狸。

优选地，ar装置内保存运动员到达各检查点的时间，并可以进一步上传给统计服务器，由统计服务器对对参赛的人员进行排名统计，并将排名结果发送给各ar装置，从而实现运动成绩的实时上传及获取。

优选地，预先设计的图标为二维图形或者三维图形，可以满足用户的增强现实的显示需求。

根据本发明的另一方面，还提供一种基于增强现实的运动活动控制装置，基于增强现实ar装置，ar装置为用于用户随身携带且具有摄像及移动通信功能的智能移动终端，本实施例控制装置与上述方法实施例对应一致，具体可以参见上述方法实施例。参照图3，本实施例控制装置包括：

触发模块100，用于在ar装置跟随用户移动的过程中生成与途径检查点对应的触发指令，途径检查点为预先设置于运动路径上的一个或者多个地理位置；

合成模块200，用于ar装置经触发指令开启ar合成，在ar装置拍摄的背景图像数据上叠加预先设计的图标，并显示叠加预先设计的图标后的增强现实图像，判定ar装置到达途径检查点。

优选地，参照图4，合成模块200包括以下至少之一：

自动合成单元210，用于ar装置在触发指令的驱动下自动显示叠加预先设计的图标后的增强现实图像，以判定ar装置对应的用户到达检查点；

捕获合成单元220，用于ar装置在触发指令的驱动下显示叠加预先设计的图标后的增强现实图像时，需要用户捕捉图标，当捕捉成功后，判定ar装置对应的用户到达检查点或捕获图标成功；当捕捉失败后，判定ar装置对应的用户未成功到达检查点或捕获图标失败。在捕获方式下，预先设计的图标为动态图标，即在ar装置拍摄的背景图像数据上叠加的图标为具有设定移动速度的移动图标，经ar装置显示叠加该移动图标后的增强现实图像，可以增强用户与设置的虚拟竞争对象在真实外界环境中的比赛体验，且通过实时获取及比较用户运动中ar装置对应的实时位置与移动图标的虚拟位置的距离是否符合预定阈值来判定运动员是否追赶上虚拟的兔子，当判定运动员追赶上虚拟的兔子后，ar装置上呈现的捕捉按钮(参见图2所示的发射按钮)可以被按动捕捉虚拟的兔子，进而进一步增强了运动签到的互动性及趣味性。

参照图5，本实施例触发模块100包括以下至少之一：

第一生成单元110，用于比较智能移动终端实时对应的定位信息是否与地理位置对应的地理坐标匹配以生成触发指令；

第二生成单元120，用于以无线电信号触发的方式生成触发指令；

第三生成单元130，用于以图片识别或者二维码扫码方式生成触发指令。

根据本发明的另一方面，还提供一种设备，该设备为用于用户随身携带且具有摄像及移动通信功能的ar智能移动终端，ar智能移动终端上还具有上述实施例的控制装置。

本发明基于增强现实的运动活动控制方法、控制装置及设备，通过在运动活动中引入ar装置，并在ar装置经过预设途径检查点时生成对应的触发指令，进而经ar装置在其拍摄的背景图片数据上叠加预先设计的图标，并显示叠加该预先设计的图标后的增强现实图像，使得用户在运动活动过程中到达途径检查点的签到体验提升，趣味性增强，实现了科技与运动控制的完美结合，尤其适用于青少年运动活动推广。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本实施例方法所述的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个或者多个计算设备可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机，服务器，移动计算设备或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom,read-onlymemory)、随机存取存储器(ram,randomaccessmemory)，磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。