基于智能手机和物联网的虚拟现实健身系统的制作方法

本发明属于虚拟现实运动训练模拟系统，具体涉及一种基于智能手机和物联网的虚拟现实健身系统。

背景技术：

现今随着时代的发展和生活水平的不断提高，人们对身体健康的重视程度越来越高，很多人开始参与到健身运动中。

户外运动是长久以来人们最多选用的运动方式，如：走路、跑步、骑行等运动，但随着社会的发展这些运动受外界因素影响越来越大，如天气、外部空气污染，户外运动安全隐患等。

在健身房运动可排除天气、外部空气污染，户外运动安全隐患等问题，但其费用高，时间成本大，受空间限制，人多需等待，室内空气质量也难保证。

购买健身设备在家中进行运动可不受户外和健身房运动的限制，常用的家中健身设备包括有椭圆机、跑步机、健身车、动感单车、健步机、骑马机、划船机等；但传统的健身设备功能简单且使用过程枯燥乏味缺少互动，多数人很难长期坚持。

随着物联网与智能手机的广泛普及和虚拟现实技术的出现，使用智能手机便可以很轻松的感受虚拟现实所带来的沉浸式体验；如果将智能手机、虚拟现实技术、健身设备这三者相结合并接入到互联网将所有使用者连接起来，便可创造出一种便于普及、节省空间、体验感绝佳、互动性极强的全民健身系统。

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它利用计算机生成一种模拟环境，是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，可使用户沉浸到该虚拟环境中。

综上所述，发明一种基于智能手机、虚拟现实技术、健身设备相结合的健身系统具有非常现实的意义。

技术实现要素：

针对现有健身系统及技术中存在的不足，本发明提出了一种基于智能手机和物联网的虚拟现实健身系统，其使用智能手机与健身设备连接便可很容易的实现虚拟现实运动体验，通过互联网与专用服务器连接后还可实现多人虚拟现实场景下共同运动，并在运动过程中相互结识成为好友相互鼓励，在运动结束后分享经验与成果；同时依托智能手机的强大功能还可将传统健身设备的操控台去掉，改用智能手机代替其显示用户运动数据并对健身设备的功能进行控制。此系统可有效解决用户运动中枯燥乏味缺少互动的问题，并且无需单独配备计算机主机与头戴显示设备，使用手机便可轻松实现，大大节省了不必要的繁琐操作，非常便于普及，可有效提升人们对运动的热情。

本发明为实现上述功能，采用如下技术方案：

基于智能手机和物联网的虚拟现实健身系统，包括：智能手机，所述智能手机可用作vr眼镜显示器、vr眼镜感应器、vr眼镜无线模块、数据处理器；vr眼镜架，所述vr眼镜架用于用户运动时佩戴在头部，将智能手机放入其自身内部后，通过其后方视窗观看智能手机屏幕分别向左右眼显示的画面，并根据用户的实时动作而产生相应变化的一种可交互式的三维动态视景，可使用户置身于该环境中，进而产生所说的虚拟现实场景；运动app，所述运动app是单独开发的智能手机应用程序并安装在所述的智能手机内，其可存储虚拟现实场景，可根据用户的实时运动数据将用户合成到已经存储好的虚拟现实场景中，也可用其控制虚拟现实场景中的图像、声音和功能，并可根据不同虚拟现实场景自动控制健身设备功能，还可将多个用户的运动数据通过互联网传输至专用服务器，通过处理计算后回传数据给用户以实现多用户同时合成于同一虚拟现实场景中运动，还可用作模拟健身设备操控台显示运动数据、控制健身设备功能、设定运动计划；健身设备，所述健身设备用于用户运动使用；内设有电源模块，其用于给健身设备供电；传感器模块，其用于实时测量健身设备的运行速度、运行强度、运行状态、运行次数、运行时间、运行模式；无线传输模块，用于与智能手机连接传输数据所用；控制模块其用于控制健身设备功能；控制按钮，其用于控制健身设备功能和虚拟现实场景中的图像、声音和功能；专用服务器，所述专用服务器为架设在互联网上的服务器或者云服务器，其具备收发、存储、处理用户智能手机之数据的功能；所述智能手机放入所述vr眼镜架内组合而成的设备，称为vr眼镜；所述健身设备与所述智能手机电连接，并可将健身设备传感器模块捕获的运动数据通过健身设备内的无线传输模块传输给智能手机里的运动app做处理，运动app可通过vr眼镜无线模块发送指令给健身设备的控制模块控制健身设备功能。

所述的vr眼镜显示器为智能手机屏幕，用于显示虚拟现实场景。

所述的vr眼镜感应器为智能手机感应器，其用于探测用户的头部实时位置，运动轨迹，运动速度，运动海拔，运动环境光线中一种或几种。

所述的vr眼镜无线模块为智能手机内的无线wifi模块和/或蓝牙模块，用于与健身设备连接传输数据所用。

所述的数据处理器为智能手机内的中央处理器和/或图形处理器，其用于收发处理健身设备、运动app及专用服务器传输的数据。

所述的运动数据，包括：运动距离、运动时间、运动消耗、运动速度、运动次数、运动心率中的一种或几种。

所述的健身设备操控台是由显示模块和控制模块组成的健身设备控制面板，显示模块用于显示用户的运动数据，控制模块用于控制健身设备功能。

所述的健身设备功能，包括控制健身设备的：运行速度、运行强度、运行次数、运行时间、运动模式中的部分或全部。

所述的健身设备，包括：椭圆机、跑步机、健身车、动感单车、健步机、骑马机、划船机中的部分或全部，但不限于此。

所述的智能手机与健身设备连接后可用于确认该健身设备为椭圆机、跑步机、健身车、动感单车、健步机、骑马机、划船机中的哪一种。

所述的电连接包含无线通讯连接与有线通讯连接。

附图说明

图1是本发明基于智能手机和物联网的虚拟现实健身系统的结构图示意图。

图2是本发明基于智能手机和物联网的虚拟现实健身系统的vr眼镜拆解示意图。

图3是本发明基于智能手机和物联网的虚拟现实健身系统在用户使用vr眼镜进行运动的环境下使用健身设备为椭圆机的实施例示意图。

图4是本发明基于智能手机和物联网的虚拟现实健身系统在用户不使用vr眼镜进行运动的环境下使用健身设备为椭圆机的实施例示意图。

具体实施方式

为了方便对本发明的技术特征做更进一步的了解与认识，下面将结合说明书附图对本发明的技术方案及实现方式进行细致的阐述，其中所阐述的实施例中用户使用的健身设备为椭圆机，不限定的，健身设备也可以是健身车、动感单车、跑步机、健步机、骑马机、划船机等健身设备。

图1是本发明基于智能手机和物联网的虚拟现实健身系统的结构示意图，其主要包括健身设备、智能手机、运动app、vr眼镜架及专用服务器。

如图1所示，健身设备用做用户运动使用，其内设有电源模块、传感器模块、无线传输模块，控制模块及控制按钮；电源模块用于给健身设备内所有的用电设备供电，传感器模块用于实时测量健身设备的运行速度、运行强度、运行状态、运行次数、运行时间中的一种或几种；无线传输模块用于与智能手机连接传输数据；控制模块用于控制健身设备的运行速度、运行强度、运行次数、运行时间、运动模式中的部分或全部；控制按钮用于控制健身设备功能和虚拟现实场景中的图像、声音和功能。

智能手机放入vr眼镜架内组合而成的设备称为vr眼镜。

智能手机可用作vr眼镜显示器、vr眼镜感应器、vr眼镜无线模块、数据处理器；vr眼镜显示器就是智能手机屏幕，用于显示运动app所模拟出来的虚拟现实场景；vr眼镜感应器为智能手机感应器，其用于探测用户的头部实时位置，运动轨迹，运动速度，运动海拔，运动环境光线中一种或几种；vr眼镜无线模块为智能手机内的无线wifi模块和/或蓝牙模块，用于与健身设备连接传输数据所用；数据处理器为智能手机内的中央处理器和/或图形处理器，其用于收发处理健身设备、运动app及专用服务器传输的数据。

运动app是单独开发的智能手机应用程序并安装在所述的智能手机内，其可存储虚拟现实场景，根据用户的实时运动数据将用户合成到已经存储好的虚拟现实场景中，可用其控制虚拟现实场景中的图像、声音和功能，并可根据不同虚拟现实场景自动控制健身设备功能，还可将多个用户的运动数据通过互联网传输至专用服务器，通过处理计算后回传数据给用户以实现多用户同时合成于同一虚拟现实场景中运动，还可用作模拟健身设备操控台显示运动数据、控制健身设备功能、查询历史运动数据、设定运动计划。

vr眼镜架，所述vr眼镜架用于用户运动时佩戴在头部，将智能手机放入其自身内部后，通过其后方视窗观看智能手机屏幕分别向左右眼显示的画面，并根据用户的实时动作而产生相应变化的一种可交互式的三维动态视景，可使用户置身于该环境中，进而产生所说的虚拟现实场景。

专用服务器为架设在互联网上的服务器或者云服务器；其具备收发、存储、处理用户智能手机之数据的功能。

图2是本发明基于智能手机和物联网的虚拟现实健身系统的vr眼镜拆解示意图，包括：智能手机110，vr眼镜架220，vr眼镜内观看窗210，智能手机屏幕120；智能手机110如图2所示的方向放入vr眼镜架220中固定好便组成了vr眼镜，之后用户将vr眼镜戴在头部后，将智能手机屏幕120所显示的左右眼画面通过vr眼镜内观看窗210观看后便可以产生虚拟现实场景的沉浸感。

需要说明的是，所述vr眼镜架已经是市面上非常成熟的产品，其可能有各种形状及样式，本示意图仅为说明讲解所用，对vr眼镜架的形状及样式并不做限定。

图3是本发明基于智能手机和物联网的虚拟现实健身系统在用户使用vr眼镜进行运动的环境下使用健身设备为椭圆机的实施例示意图；不限定的，健身设备也可以是健身车、动感单车、跑步机、健步机、骑马机、划船机等健身设备。

如图3所示用户使用椭圆机320运动时头部佩戴了vr眼镜230，vr眼镜里智能手机内安装的运动app通过智能手机与健身设备电连接后，经过计算处理将用户合成到运动app中一个已经设定好的跑步的虚拟现实场景中并赋予用户一个第一人称视角的角色，同时通过手机屏幕以左右眼图像视频显示出来，让用户感觉到那个角色就是自己。

用户开始运动后，运动app可将椭圆机传感器模块捕获的运动数据通过智能手机的数据处理器进行计算处理，之后将数据同步给虚拟现实场景中的用户角色，让用户角色在虚拟现实场景中也可以按照自己使用椭圆机的速度相应的在虚拟现实场景中进行等速移动；同时椭圆机上安装有控制按钮，运动过程中用户还可通过操纵控制按钮对自己在虚拟现实场景中的行进的方向及椭圆机的运行强度进行控制，椭圆机也可根据虚拟现实场景中提前设定的不同路段而自行改变其运行强度，同时在多人佩戴vr眼镜使用健身设备运动的情况下用户可使用运动app通过互联网与专用服务器连接，服务器对多个用户传输的数据进行收集计算处理后将所述的多个用户合成到同一虚拟现实场景中，之后再将其分别回传给用户使其展现在自己的vr眼镜上，以使多用户在同一个服务器的虚拟现实场景中一起运动。

图4是本发明基于智能手机和物联网的虚拟现实健身系统在用户不使用vr眼镜进行运动的环境下使用健身设备为椭圆机的实施例示意图；不限定的，健身设备也可以是健身车、动感单车、跑步机、健步机、骑马机、划船机等健身设备。

如图4所示用户使用椭圆机320运动时头部未佩戴所述的vr眼镜，而是将智能手机110固定在了椭圆机的上面，用户在不佩戴vr眼镜使用椭圆机运动时，可如图4将智能手机固定在椭圆机上，通过智能手机上的运动app与健身设备连接后，运动app可模拟健身设备的操控台，在智能手机屏幕上显示用户使用椭圆机的实时运动数据，如运动时间、运动速度、运动里程、运动心率等数据，并可在智能手机屏幕上直接操控椭圆机的功能，如运行速度、运行时间、运行强度等。并且在多人不佩戴vr眼镜使用健身设备运动的情况下，用户可使用运动app通过互联网与专用服务器连接，服务器对多个用户传输的数据进行收集后将所有用户的运动数据进行排名，然后将信息再分别反馈给正在运动的用户，可增加用户的运动互动性。

无论是用户使用vr眼镜进行虚拟现实场景中运动，或是不使用vr眼镜直接使用智能手机进行运动，运动app都可以存储用户的运动记录，并将其在运动app内进行分享，从而提高用户运动的互动性与乐趣。

上述实施例仅是为了清楚的说明本发明基于智能手机和物联网的虚拟现实健身系统所做的示意展现，而不是对本发明具体实施方式的限定。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以组合出很多其他形式的变化或变动，无论在形式上做任何变化或变动，凡是在本发明揭露的技术范围内均处于本权利要求的保护范围。