一种融合颈部保健的车载游戏系统、运行方法及电子设备与流程

本发明涉及车载应用，具体涉及一种融合颈部保健的车载游戏系统、运行方法及电子设备。

背景技术：

1、目前的车载游戏大多比较依赖触摸屏幕或其他类似于手柄的外接设备，也有融合车辆自身的方向盘、踏板等等，但是这些游戏的问题都在于，需要操作的动作幅度都比较大，游戏时间较长，且更多的是其他终端游戏的移至。而在普通的车辆座舱环境下，由于空间算不上大，因此合适的游戏比较满足，对外部设备依赖小、时间短、操作动作简单、操作动作幅度小的优点，既可以支持单人、也可以支持多人的车载游戏。

2、此外，由于很多游戏用户在游玩时是长时间注视屏幕的，因此也容易引起进步、腰部的疲劳损伤，提高了车辆驾驶过程的危险性。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种操作动作幅度小、快速便捷游戏时间短、不需要外部设备依赖，且能够对用户的颈部起到保健作用的融合颈部保健的车载游戏系统、运行方法及电子设备。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：所述的融合颈部保健的车载游戏系统，该系统包括动作识别模块、动作判定模块、指令输出模块、游戏应用模块；

3、动作识别模块对用户的面部以及头部动作进行识别，并以用户的瞳距为中心轴线建立坐标系；

4、动作判定模块根据动作识别模块建立的坐标系对用户头部动作的变化幅度进行数据化统计，并通过滤波算法过滤头部的自然摆动以及预设幅度内的摆动，得到最终的主动摆角，动作判定模块将得到的主动摆角与预设的判定标准相比较，判断用户的头部动作是否为控制指令；

5、在动作判定模块将用户的头部动作判断为控制指令后，指令输出模块发送对应的指令信号到游戏应用模块；

6、游戏应用模块引导用户做出头部摆动动作，并根据接收来自指令输出模块发送的指令信号执行相应的游戏操作。

7、在上述技术方案中，设计了一套完整的车载游戏系统，关键点在于该游戏的玩法是通过对用户头部摆动的识别来实现的，因此也就可以引导用户以玩游戏的方式摆动头部，进而达到对颈部的保健效果，不仅提高了用户的游戏体验，还能够起到保健作用。

8、该游戏系统不依赖于外部的仪器设备，可以直接通过车辆的中控屏完成，且不需要用户大幅度调整身姿摆出动作，提高了行车过程的安全性，因此游戏时间可控，且开启、关闭速度快，不影响驾驶员的安全驾驶。

9、此外，本方案在识别方面也有设计，通过过滤掉用户头部的自然摆动以及预设幅度内的摆动来保障充足的游戏体验。

10、进一步地，游戏应用模块包括设置在用户面部正前方的显示屏，显示屏上显示有提示用户跟随作动的头部运动指令，这样可以使得用户能够直接通过观察面部前方的显示屏来进行游戏，该显示屏可以是车辆的中控屏。

11、进一步地，动作判定模块采集用户头部动作的变化幅度a，当进入到判断周期t时，计算头部发生偏转角度，依次对采样周期t进行滤波算法以及统计算法，得到变化幅度a的统计值x，当x大于32°时，判定为有效偏转，即为控制指令，当x小于等于32°时，判定为无效偏转，即不是控制指令，滤波算法能够将采集到的用户一些自然的身体律动给剔除，由于在游戏过程中需要头部快速的摆动切换，因此需要明确该摆动是“有意识的动作”，也就是动作的有效性，因此采用了统计算法来统计有效动作，进而明确意图。此外，32°的设计在于考虑到人体颈部的活动空间极限角度范围为42°-55°，因此考虑到实际的游戏过程，可以取80％的范围数值为判断标准。

12、进一步地，当x小于12°时，判定为预设幅度内的摆动，重新回到采样阶段，这样可以进一步剔除用户的一些不满足要求的操作，提高摆动识别的精准度、有效性，进而提高游戏体验。

13、进一步地，该系统还包括保健操引导模块，该保健操引导模块通过游戏应用模块向用户显示颈部保健操的内容，颈部保健操的内容为头部的摆动角度以及摆动方向，这样可以使得在用户需要时，能够通过该车载游戏系统直接进入到颈部保健操的练习模块，跟着游戏画面一起做颈部保健，提高了整体系统的实用性以及用户体验。

14、所述的融合颈部保健的车载游戏运行方法，包括以下步骤：

15、(1)用户发送指令执行车载游戏运行；

16、(2)车载游戏引导用户做出头部的摆动动作；

17、(3)用户根据游戏内容做出头部的摆动动作，由摄像头对用户的头部摆动进行识别，并以用户的瞳距为中心轴建立坐标系；

18、(4)系统根据建立的坐标系对头部摆动动作的变化幅度进行数据化统计，依次通过滤波算法和统计算法过滤头部的自然摆动以及预设幅度内的摆动得到组中的主动摆角；

19、(5)将主动摆角与预设的判定标准相比较，判断用户的头部摆动动作是否为控制指令；

20、(6)若判定用户的头部摆动动作为控制指令，则车载游戏做出相应的游戏操作；若判定用户的头部摆动动作不是控制指令，则车载游戏不做出任何反应，并重新进行识别。

21、在上述技术方案中，通过引导用户以玩游戏的方式摆动头部，进而达到对颈部的保健效果，不仅提高了用户的游戏体验，还能够起到保健作用。该游戏系统不依赖于外部的仪器设备，可以直接通过车辆的中控屏完成，且不需要用户大幅度调整身姿摆出动作，提高了行车过程的安全性，因此游戏时间可控，且开启、关闭速度快，不影响驾驶员的安全驾驶。此外，通过过滤掉用户头部的自然摆动以及预设幅度内的摆动来保障充足的游戏体验。

22、进一步地，在步骤(4)中，采集到用户头部动作的变化幅度a，进入到判断周期t时，计算头部发生的偏转角度，依次对采样周期t进行滤波算法以及统计算法，得到变化幅度a的统计值x，当x大于30°时，判定为有效偏转，即为控制指令，当x小于等于32°时，判定为无效偏转，即不是控制指令，滤波算法能够将采集到的用户一些自然的身体律动给剔除，由于在游戏过程中需要头部快速的摆动切换，因此需要明确该摆动是“有意识的动作”，也就是动作的有效性，因此采用了统计算法来统计有效动作，进而明确意图。此外，32°的设计在于考虑到人体颈部的活动空间极限角度范围为42°-55°，因此考虑到实际的游戏过程，可以取80％的范围数值为判断标准。

23、进一步地，当x小于12°时，判定为预设幅度内的摆动，重新回到采样阶段，这样可以进一步剔除用户的一些不满足要求的操作，提高摆动识别的精准度、有效性，进而提高游戏体验。

24、进一步地，在步骤(2)中，车载游戏也可以引导用户做颈部保健操，这样可以使得在用户需要时，能够通过该车载游戏系统直接进入到颈部保健操的练习模块，跟着游戏画面一起做颈部保健，提高了整体系统的实用性以及用户体验。

25、所述的电子设备，包括存储器和处理器，存储器用于存储计算机程序，处理用于调用并运行存储器中存储的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述融合颈部保健的车载游戏运行方法的步骤。

26、与现有技术相比，本方案具备的显著优点有：

27、一、本方案通过对用户的面部以及头部识别的方式来确定对游戏的控制指令，从而解决了依赖外部仪器设备的问题，不占用任何车内空间；

28、二、本方案能够在进行车载游戏的同时起到颈部保健的作用；

29、三、本方案的整个控制均可通过摆动头部完成，不需要用户大幅度调整身姿，提高了行车过程的安全性。

30、四、通过滤波算法和统计算法来提高系统对用户头部摆动识别的精准度，保障了用户的游戏体验。