一种智能电视体感游戏的人机交互方法和系统与流程

本发明涉及人机交互技术领域，尤其涉及一种智能电视体感游戏的人机交互方法和系统。

背景技术：

体感游戏是一种将肢体动作变化通过传感器传给游戏设备来进行操作的新型电子游戏。它突破了以往单纯以手柄按键输入的操作方式，进而能带给玩家更好的游戏体验。一般来说，体感游戏包括：面向专业游戏玩家的专业体感游戏、面向普通玩家的非专业体感游戏。专业体感游戏需要配置一整套精密的体感设备，游戏成本较高。而非专业体感游戏只需要一台加装传感设备的智能电视，游戏成本较低。

目前，现有智能电视的传感方式是通过前置摄像头拍摄玩家的身体轮廓，进而解析玩家的肢体动作。然而，普通的摄像头只能捕捉玩家的横向肢体动作，无法捕捉玩家的纵向肢体运动。比如，在玩家面对智能电视站定以后，两臂向两侧张开的动作可以被摄像头捕捉，但两臂向前平伸的动作难以被摄像头捕捉。这样一来，基于该传感方式的智能电视只能提供横屏的体感游戏。

在智能电视提供的体感游戏中，小部分游戏体验良好，大部分游戏体感糟糕。比如，跳舞类游戏体验较佳，而格斗类、射击类游戏体验较为糟糕。这是由于，在跳舞类游戏中，玩家可以正对屏幕进行各种动作，目视方向和身体动作方向较协调，游戏体验较佳。而在横屏格斗游戏中，由于敌人从两侧趋近，因此玩家打拳踢腿需要朝向身侧。与此同时，玩家又必须面向屏幕观看，导致目视方向和出拳方向不协调，游戏体验较糟糕。

鉴于现有智能电视体感游戏的缺陷，亟需一种能让以智能电视为载体的体感游戏突破横屏模式的局限、提高用户游戏体验的解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种新的智能电视体感游戏的人机交互方法和系统，以克服现有智能电视体感游戏模式单一、游戏体验差的缺陷。

一方面，本发明提出了一种智能电视体感游戏的人机交互方法。所述方法包括：

S1、智能电视获取与体感游戏对应的体感测量设置指令，并将所述体感测量设置指令发送至移动设备；

S2、所述移动设备根据所述体感测量设置指令进行设置；

S3、所述移动设备获取自身的动作轨迹数据，并将所述动作轨迹数据发送至智能电视；

S4、智能电视接收所述动作轨迹数据后，根据所述动作轨迹数据与预设的游戏动作进行匹配判断，当所述动作轨迹数据与预设的第一游戏动作匹配时，智能电视将第一游戏动作输入所述体感游戏；

或者，智能电视接收所述动作轨迹数据后，通过游戏引擎计算单元处理所述动作轨迹数据，生成游戏动作并输入所述体感游戏；

其中，所述智能电视与所述移动设备无线电相连，所述体感游戏加载于智能电视中。

优选的，步骤S1具体为：智能电视获取所述体感游戏的标识，并根据所述体感游戏的标识查询预先存储的体感测量设置规则表，以获取与所述体感游戏相对应的体感测量设置指令；

其中，所述体感测量设置规则表包括：体感游戏标识、体感测量设置指令。

优选的，步骤S3包括：

S31、所述移动设备通过传感单元采集模拟化的运动姿态数据；

S32、所述移动设备通过模数转换单元将模拟化的运动姿态数据转换为数字化的运动姿态数据；

S33、所述移动设备通过数据处理单元对所述数字化的运动姿态数据进行处理，获取动作轨迹数据；

S34、所述移动设备通过第一无线通信单元将所述动作轨迹数据发送至智能电视。

优选的，所述传感单元由N个传感器构成，N为大于1的整数；所述体感测量设置指令包括：传感器选取指示；所述传感器选取指示具体为：从N个传感器中选取M个传感器进行体感测量，M为大于0且小于等于N的整数。

优选的，所述传感单元由加速度传感器、陀螺仪、地磁传感器构成。

优选的，第一无线通信单元为：Zigbee通信单元或蓝牙通信单元或Wifi通信单元。

优选的，当智能电视根据所述动作轨迹数据与预设的游戏动作进行匹配判断，以获取第一游戏动作时，步骤S4包括：

S41、所述智能电视通过第二无线通信单元接收所述动作轨迹数据；

S42、所述智能电视通过动作识别单元判断所述所述动作轨迹数据是否与预先存储的游戏动作匹配；

S43、当所述动作轨迹数据与第一游戏动作匹配时，所述智能电视通过动作响应单元将第一游戏动作输入所述体感游戏；其中，第二无线通信单元与第一无线通信单元相匹配。

优选的，当智能电视根据游戏引擎计算单元处理所述动作轨迹数据，生成游戏动作时，步骤S4包括：

S41、所述智能电视通过游戏引擎计算单元确定虚拟互动模型中的操作模型与场景的初始相对空间位置关系；

S42、所述智能电视通过第二无线通信单元接收所述动作轨迹数据,并根据所述初始相对空间位置关系、以及预设的运动轨迹与游戏动作的比例关系，生成游戏动作并输入体感游戏；

S43、当游戏角色进入新的场景时，根据所述初始相对空间位置关系和所述操作模型的行进路径，生成操作模型与新场景的相对空间位置关系；当所述智能电视通过第二无线通信单元接收新的所述动作轨迹数据后，根据新的相对空间位置关系、以及预设的运动轨迹与游戏动作的比例关系，生成新的游戏动作并输入体感游戏；

其中，所述虚拟活动模型是通过获取体感游戏信息预先创建的；所述体感游戏信息包括：场景信息、操作模型信息、对象模型信息。

优选的，所述方法还包括以下步骤：当所述动作轨迹数据与预先存储的游戏动作不匹配时，所述动作响应单元将反馈指令通过第二无线通信单元发送至所述移动设备；所述移动设备通过第一无线通信单元接收所述反馈指令，并将所述反馈指令发送至所述移动设备中的反馈执行单元；所述移动设备通过反馈执行单元对玩家进行纠正提醒，以使玩家作出与所述动作轨迹相反动作，并屏蔽所述相反动作向智能电视的传输。

另一方面，本发明还提供了一种智能电视体感游戏的人机交互系统。所述系统包括：智能电视、移动设备；其中，所述智能电视与所述移动设备无线电相连，所述智能电视加载有体感游戏；

所述智能电视用于获取与体感游戏对应的体感测量设置指令，并将所述体感测量设置指令发送至移动设备；

所述智能电视还用于：接收移动设备发送的动作轨迹数据，并在所述动作轨迹数据与预设的第一游戏动作匹配时，智能电视将第一游戏动作输入所述体感游戏；或者，所述智能电视还用于：接收移动设备发送的动作轨迹数据，并对所述动作轨迹数据进行运算处理，生成游戏动作并输入所述体感游戏；

所述移动设备用于根据所述体感测量设置指令进行设置，并在设置完成后获取自身的动作轨迹数据，并将所述动作轨迹数据发送至智能电视。

优选的，所述智能电视获取与体感游戏对应的体感测量设置指令，具体为：智能电视获取所述体感游戏的标识，并根据所述体感游戏的标识查询预先存储的体感测量设置规则表，以获取与所述体感游戏相对应的体感测量设置指令；其中，所述体感测量设置规则表包括：体感游戏标识、体感测量设置指令。

优选的，所述移动设备包括：传感单元、模数转换单元、数据处理单元、第一无线通信单元；所述传感单元用于采集模拟化的运动姿态数据；所述模数转换单元用于将模拟化的运动姿态数据转换为数字化的运动姿态数据；所述数据处理单元用于对所述数字化的运动姿态数据进行处理，获取动作轨迹数据；第一无线通信单元用于用于接收智能电视发送的体感测量设置指令，以及，第一无线通信单元还用于将所述动作轨迹数据发送至智能电视。

优选的，所述传感单元由N个传感器构成，N为大于1的整数；所述智能电视发送的体感测量设置指令包括：传感器选取指示；所述传感器选取指示具体为：从N个传感器中选取M个传感器进行体感测量，M为大于0且小于等于N的整数。

优选的，所述传感单元由加速度传感器、陀螺仪、地磁传感器构成。

优选的，第一无线通信单元为：Zigbee通信单元或蓝牙通信单元或Wifi通信单元。

优选的，当智能电视根据所述动作轨迹数据与预设的游戏动作进行匹配判断，以获取第一游戏动作时，所述智能电视包括：体感测量设置单元、第二无线通信单元、动作识别单元、动作响应单元；体感测量设置单元用于选取与所述体感游戏对应的体感测量设置指令；第二无线通信单元用于将体感测量设置指令发送至移动设备，以及，用于接收所述移动设备发送的动作轨迹数据；所述动作识别单元用于判断所述所述动作轨迹数据是否与预先存储的游戏动作匹配；所述动作响应单元用于，当所述动作轨迹数据与第一游戏动作匹配时，将第一游戏动作输入所述体感游戏；其中，第二无线通信单元与第一无线通信单元相匹配。

优选的，当智能电视对所述动作轨迹数据进行运算处理，生成游戏动作时，所述智能电视包括：第二无线通信单元、游戏引擎计算单元；第二无线通信单元用于将体感测量设置指令发送至移动设备，以及，用于接收所述移动设备发送的动作轨迹数据；游戏引擎计算单元用于确定虚拟互动模型中的操作模型与场景的初始相对空间位置关系；并根据所述初始相对空间位置关系、以及预设的运动轨迹与游戏动作的比例关系，生成游戏动作并输入体感游戏；当游戏角色进入新的场景时，游戏引擎计算单元根据所述初始相对空间位置关系和所述操作模型的行进路径，生成操作模型与新场景的相对空间位置关系，并在所述智能电视通过第二无线通信单元接收新的所述动作轨迹数据后，根据新的相对空间位置关系、以及预设的运动轨迹与游戏动作的比例关系，生成新的游戏动作并输入体感游戏；其中，所述虚拟活动模型是通过获取体感游戏信息预先创建的；所述体感游戏信息包括：场景信息、操作模型信息、对象模型信息。

优选的，所述移动设备还包括：反馈执行单元；所述动作响应单元还用于，当所述动作轨迹数据与预先存储的游戏动作不匹配时，将反馈指令通过第二无线通信单元发送至所述移动设备；第一无线通信单元还用于接收所述反馈指令，并将所述反馈指令发送至所述反馈执行单元；所述反馈执行单元用于根据所述反馈指令对玩家进行纠正提醒，以使玩家作出与所述动作轨迹相反动作，并屏蔽所述相反动作向智能电视的传输。

从以上技术方案可以看出，该智能电视体感游戏的人机交互方法主要包括以下步骤：智能电视获取与体感游戏对应的体感测量设置指令，并将所述体感测量设置指令发送至移动设备；移动设备根据所述体感测量设置指令进行设置；移动设备获取自身的动作轨迹数据，并将所述动作轨迹数据发送至智能电视；智能电视根据动作轨迹数据生成相应的游戏动作，并将匹配或生成的游戏动作输入体感游戏。本发明是通过设置随身移动设备对玩家发出的实际动作进行捕捉，而不是基于摄像传感进行动作捕捉。这样一来，突破了现有智能电视体感游戏横屏模式的局限，提高了游戏体验。进一步的，本发明能够根据体感游戏的不同对移动设备的体感测量功能进行灵活设置。这样一来，不仅提高了系统对不同体感游戏的兼容性，而且有利于玩家体验的进一步改善。

附图说明

通过以下参照附图而提供的具体实施方式部分，本发明的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中：

图1是本发明实施例一、二中的人机交互系统的结构组成示意图；

图2是本发明实施例一、二中的移动设备的组成示意图；

图3是本发明实施例一中的智能电视的组成示意图；

图4是本发明实施例二中的智能电视的组成示意图；

图5是本发明实施例一中的人机交互方法的流程示意图；

图6是本发明实施例二中的人机交互方法的流程示意图；

1、移动设备；2、智能电视；101、第一无线通信单元；102、传感单元；103、模数转换单元；104、数据处理单元；201、第二无线通信单元；202、动作识别单元；203、动作响应单元；204、体感测量设置单元；205、游戏引擎计算单元。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述。对示例性实施方式的描述仅仅是出于示范目的，而绝不是对本发明及其应用或用法的限制。

现有的智能电视体感游戏大多通过前置摄像头拍摄玩家的身体轮廓，进而进行肢体动作解析。由于普通摄像头无法捕捉图像的深度信息，因此大多数智能电视只能支持横屏模式的体感游戏，进而影响了用户体验。另外，在现有技术中，可通过红外摄像头获取三维深度图像。但是，该摄像头成本较高、难以普及。

鉴于此，本发明的发明人提出了一种新的智能电视体感游戏的人机交互方法和系统。下面结合附图和具体实施例一、二对本发明的技术方案进行详细说明。

图1为本发明实施例一、二中的智能电视体感游戏的人机交互系统的结构示意图。从图1可见，该系统包括：移动设备1、智能电视2。其中，智能电视2与移动设备1无线电相连，智能电视2加载有体感游戏。

在实施例一、二中，移动设备1均用于接收智能电视2发送的体感测量设置指令，并根据所述体感测量设置指令进行设置。在设置完成后，移动设备1还用于获取自身的动作轨迹数据，并将所述动作轨迹数据发送至智能电视2。

在实施例一、二中，智能电视2均用于获取与体感游戏对应的体感测量设置指令，并将所述体感测量设置指令发送至移动设备1。具体的，智能电视2获取待启动的体感游戏的标识，并根据所述标识查询预先存储的体感测量设置规则表，以获取与所述体感游戏相对应的体感测量设置指令。然后，智能电视2将该体感测量设置指令发送至移动设备2。其中，所述体感测量设置规则表主要包括：体感游戏标识、体感测量设置指令、以及体感游戏标识与体感测量设置指令的对应关系。

需要注意的是，在实施例一中，智能电视2还用于接收移动设备1发送的动作轨迹数据，并在所述动作轨迹数据与预设的第一游戏动作匹配时，将第一游戏动作输入所述体感游戏。而在实施例二中，智能电视2还用于接收移动设备1发送的动作轨迹数据，并对所述动作轨迹数据进行运算处理，生成游戏动作，并将游戏动作输入所述体感游戏。

在本发明实施例一、二中，通过设置随身移动设备对玩家发出的实际动作进行捕捉，使智能电视体感游戏突破了横屏模式的局限，提升了用户体验。进一步的，通过在智能电视中预先存储体感测量设置规则表，便于智能电视对移动设备的体感测量功能进行灵活设置，进而满足了不同体感游戏的设置要求，有利于用户体验的进一步提升。

下面结合图2对本发明实施例一、二中的移动设备的组成结构进行详细说明。从图2可见，移动设备1具体包括：第一无线通信单元101、传感单元102、模数转换单元103、数据处理单元104。

第一无线通信单元101用于接收智能电视2发送的体感测量设置指令。另外，第一无线通信单元101还用于将动作轨迹数据发送至智能电视2。在具体实施时，第一无线通信单元可优先选用Zigbee通信单元或蓝牙通信单元或Wifi通信单元。

传感单元102由N个传感器构成，用于采集模拟化的运动姿态数据。其中，N为大于1的整数。比如，传感单元102可由三个传感器构成，分别是加速度传感器、陀螺仪、地磁传感器。在具体实施时，为了提高测量精度，可优先选取三轴加速度传感器、三轴陀螺仪、三轴地磁传感器。

进一步的，在该实施例中，智能电视2发送的体感测量设置指令包括：传感器选取指示。所述传感器选取指示具体为：从N个传感器中选取M个传感器进行体感测量，0＜M≤N。比如，当传感单元102由加速度传感器、陀螺仪、地磁传感器构成时，所述传感器选取指示为：选取加速度传感器进行测量；或者，所述传感器选取指示为：选取加速度传感器和陀螺仪进行测量等等。

模数转换单元103用于将模拟化的运动姿态数据转换为数字化的运动姿态数据，并将所述数字化的运动姿态数据发送至数据处理单元104。

数据处理单元104用于对所述数字化的运动姿态数据进行处理，获取动作轨迹数据。具体的，数据处理单元104在获取数字化的运动姿态数据之后，通过预设的运动数据处理算法进行处理，以得到动作轨迹数据。其中，所述运动数据处理算法包括：数据滤波、数据解算。

下面结合图3对本发明实施例一中的智能电视的组成进行详细说明，结合图4对本发明实施例二中的智能电视的组成进行详细说明。从图3可见，在实施例一中，智能电视2具体包括：体感测量设置单元204、第二无线通信单元201、动作识别单元202、动作响应单元203。

体感测量设置单元204用于选取与所述体感游戏对应的体感测量设置指令，并将所述体感测量设置指令传送至第二无线通信单元201。

第二无线通信单元201用于将体感测量设置指令发送至移动设备1。以及，第二无线通信单元201还用于接收移动设备1发送的动作轨迹数据。在具体实施时，第二无线通信单元201与第一无线通信单元101相匹配。举例来说，当第一无线通信单元为ZigBee通信单元时，第二无线通信单元也为ZigBee通信单元。

动作识别单元202用于判断所述动作轨迹数据是否与预先存储的游戏动作匹配。具体的，动作识别单元202可在所述动作轨迹数据和预先存储的游戏动作之间进行相似度计算。当得到的最大相似度计算值大于预设的匹配阈值时，认为该动作轨迹数据可识别。并且，将与最大相似度计算值对应的游戏动作记为第一游戏动作。当得到的最大相似度计算值小于等于预设的匹配阈值时，则认为该动作轨迹数据不可识别。

动作响应单元203用于，当所述动作轨迹数据与第一游戏动作匹配时，将第一游戏动作输入所述体感游戏。

进一步的，动作响应单元203还用于，当所述动作轨迹数据与预先存储的游戏动作不匹配时，将反馈指令通过第二无线通信单元201发送至移动设备1；随后，第一无线通信单元101接收所述反馈指令，并将所述反馈指令发送至反馈执行单元(图中未示出)，然后通过所述反馈执行单元对玩家进行纠正提醒，以使玩家作出与所述动作轨迹相反动作，并屏蔽所述相反动作向智能电视的传输。通过在动作轨迹数据与预设游戏动作不匹配时发送反馈指令，便于及时提醒玩家修正动作，提高了体感游戏的交互性，改善了玩家体验。

从图4可见，在实施例二中，智能电视2具体包括：体感测量设置单元204、第二无线通信单元201、游戏引擎计算单元205。其中，体感测量设置单元204、第二无线通信单元201的作用与实施例一相同，在此不再赘述。在实施例二中，游戏引擎计算单元205用于确定虚拟互动模型中的操作模型与当前场景的相对空间位置关系，并根据所述相对空间位置关系、以及预设的运动轨迹与游戏动作的比例关系，生成游戏动作并输入体感游戏。另外，当游戏角色进入新的场景时，游戏引擎计算单元205根据所述初始相对空间位置关系和所述操作模型的行进路径，生成操作模型与新场景的相对空间位置关系，并根据新的相对空间位置关系、以及预设的运动轨迹与游戏动作的比例关系，生成游戏动作并输入体感游戏。另外，当游戏角色进入新的场景时，游戏引擎计算单元205还用于根据所述初始相对空间位置关系和所述操作模型的行进路径，生成操作模型与新场景的相对空间位置关系，并在智能电视通过第二无线通信单元接收新的所述动作轨迹数据后，根据新的相对空间位置关系、以及预设的运动轨迹与游戏动作的比例关系，生成新的游戏动作并输入体感游戏。其中，所述虚拟活动模型是通过获取体感游戏信息预先创建的；所述体感游戏信息包括：场景信息、操作模型信息、对象模型信息。

另外，本发明还提供了一种智能电视体感游戏的人机交互方法。图5示出了本发明实施例一中的人机交互方法，图6示出了本发明实施例二中的人机交互方法。从图4可见，在实施例一中，该方法主要包括步骤S1～S4。

步骤S1、智能电视获取与体感游戏对应的体感测量设置指令，并将所述体感测量设置指令发送至移动设备。其中，所述智能电视与所述移动设备无线电相连，所述体感游戏加载于智能电视中。

具体的，智能电视获取所述体感游戏的标识，并根据所述体感游戏的标识查询预先存储的体感测量设置规则表，以获取与所述体感游戏相对应的体感测量设置指令，然后，智能电视将该体感测量设置指令发送至移动设备。其中，所述体感测量设置规则表包括：体感游戏标识、体感测量设置指令、以及体感游戏标识与体感测量设置指令的对应关系。

步骤S2、所述移动设备根据所述体感测量设置指令进行设置。

在该实施例中，所述移动设备包括由N个传感器构成的传感单元，N为大于1的整数。进一步的，所述体感测量设置指令包括：传感器选取指示。所述传感器选取指示具体为：从N个传感器中选取M个传感器进行体感测量，0＜M≤N。比如，当传感单元由加速度传感器、陀螺仪、地磁传感器构成时，所述传感器选取指示为：选取加速度传感器进行测量；或者，所述传感器选取指示为：选取加速度传感器和陀螺仪进行测量等等。

在本发明实施例一中，通过步骤S1、S2便于智能电视对移动设备的体感测量功能进行灵活设置，进而满足了不同体感游戏的设置要求，有利于提高玩家的游戏体验。

步骤S3、所述移动设备获取自身的动作轨迹数据，并将所述动作轨迹数据发送至智能电视。

在该实施例中，步骤S3具体为：所述移动设备通过传感单元采集模拟化的运动姿态数据，并将其传送至模数转换单元；随后，通过模数转换单元将模拟化的运动姿态数据转换为数字化的运动姿态数据，并将其传送至数据处理单元；随后，通过数据处理单元对所述数字化的运动姿态数据进行处理，获取动作轨迹数据；随后，通过第一无线通信单元将所述动作轨迹数据发送至智能电视。在具体实施时，第一无线通信单元可优先选用Zigbee通信单元，或蓝牙通信单元，或Wifi通信单元。

步骤S4、当所述动作轨迹数据与预设的第一游戏动作匹配时，智能电视将第一游戏动作输入所述体感游戏。

在该实施例中，步骤S4具体为：所述智能电视通过第二无线通信单元接收所述动作轨迹数据，并将所述动作轨迹数据发送至动作识别单元；随后，通过动作识别单元判断所述所述动作轨迹数据是否与预先存储的游戏动作匹配；当所述动作轨迹数据与第一游戏动作匹配时，所述智能电视通过动作响应单元将第一游戏动作输入所述体感游戏。在具体实施时，第二无线通信单元与第一无线通信单元相匹配。

进一步的，该实施例中的人机交互方法还包括以下步骤：当所述动作轨迹数据与预先存储的游戏动作不匹配时，所述动作响应单元将反馈指令通过第二无线通信单元发送至所述移动设备；随后，所述移动设备通过第一无线通信单元接收所述反馈指令，并将所述反馈指令发送至所述移动设备中的反馈执行单元。通过在动作轨迹数据与预设游戏动作不匹配时发送反馈指令，便于及时提醒玩家修正动作，提高了体感游戏的交互性，改善了玩家体验。

从图6可见，实施例二中的人机交互方法主要包括步骤S1～S4。其中，该实施例中的步骤S1～S3与实施例一相同，在此不再赘述。下面仅针对该实施例中的步骤S4进行说明。

在实施例二中，步骤S4为：智能电视接收所述动作轨迹数据后，通过游戏引擎计算单元处理所述动作轨迹数据，生成游戏动作并输入所述体感游戏。具体的，智能电视通过游戏引擎计算单元确定虚拟互动模型中的操作模型与场景的初始相对空间位置关系；以及，智能电视通过第二无线通信单元接收所述动作轨迹数据，并根据所述初始相对空间位置关系、以及预设的运动轨迹与游戏动作的比例关系，生成游戏动作并输入体感游戏。另外，当游戏角色进入新的场景时，根据所述初始相对空间位置关系和所述操作模型的行进路径，生成操作模型与新场景的相对空间位置关系；当所述智能电视通过第二无线通信单元接收新的所述动作轨迹数据后，根据新的相对空间位置关系、以及预设的运动轨迹与游戏动作的比例关系，生成新的游戏动作并输入体感游戏。其中，所述虚拟活动模型是通过获取体感游戏信息预先创建的；所述体感游戏信息包括：场景信息、操作模型信息、对象模型信息。在将所述游戏动作输入体感游戏以后，可在智能电视中实时播放所述游戏动作，或者，根据所述游戏动作播放一些游戏特效。

虽然参照示例性实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不局限于文中详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离权利要求书所限定的范围的情况下，本领域技术人员可以对所述示例性实施方式做出各种改变。