具有模拟场景的运动系统及其实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及运动系统，尤其涉及具有模拟真实场景的运动系统以及实现该系统的方法。
【背景技术】
[0002]现代快节奏的工作和生活给人们的身体健康提出了严峻的挑战，越来越多的人开始有意识地进行各种体育锻炼和健身活动。健身锻炼主要分为有氧运动和无氧运动，其中有氧运动可以帮助人们减少脂肪，增强人体的心肺功能，对人体的健康有至关重要的作用。例如常见的长跑、骑单车、爬山、各种球类运动、太极拳等都属于有氧运动。各种锻炼方式各有优缺点。例如，跑步运动需要有合适的场地，另外高密度的跑步对人体的膝关节和肌肉都有较大的负荷，过大的运动量也容易让人难以坚持;各种球类运动也受场地限制，并且因人而异，不见得适宜所有人群，还存在单次运动强度大等问题。
[0003]相比而言，借助运动设备进行健身也是一种越来越受欢迎的运动方式。例如，借助单车进行骑行运动等等。以单车骑行为例，其优势在于:该运动属于有氧运动，可以锻炼心肺功能，加强下肢力量。然而，对于室外单车骑行运动而言，常常受到环境因素的一些限制。例如，单车骑行运动受到如下的限制:室外天气状况是否适合、骑行环境的安全性是否有保障、以及路线状况是否可以有良好的锻炼效果等。近来，借助室内运动设备进行健身的人越来越多，例如，利用跑步机进行跑步，利用室内健身单车(以下简称“健身单车”)进行骑行运动等等。以健身单车为例，健身单车逐渐兴起，与路面单车相比，健身单车具有不受室外天气状况影响、可灵活调节阻力及速度、合理掌握骑行时间等优点。有研究表明，每天合理骑行健身单车30分钟，即可达到较好的锻炼效果。
[0004]健身单车需要提供一定的阻力才能有较好的锻炼效果，现有健身单车的一般采用机械式阻力结构，其包括接触摩擦式阻力、非接触永磁阻力等方式，但这些阻力方式需要完全凭借个人的感官来进行调节，从而存在调节不精准、锻炼效果难以把控的缺点。并且与真实的单车骑行感受相比存在较大的差异，还会由于骑行中阻力不合适而导致膝关节容易受损等问题。另外，由于利用健身单车在室内进行骑行对于锻炼者来说缺少了室外骑行时的环境变化，使得锻炼者的骑行过程枯燥乏味，不利于锻炼者坚持。
【发明内容】
[0005]本发明针对利用运动设备进行运动时存在的以上问题，提出了采用电机实现力反馈，根据用户的运动信息(以健身单车为例，蹬力大小及前后脚所处位置等等运动信息)来实时产生运动阻力，模拟真实的骑行阻力，从而给用户带来更好的运动体验。
[0006]根据本发明的一个方面，提供一种具有模拟场景的运动系统，包括:场景呈现设备，其被配置来显示并播放所选择的采集的场景资源文件，其中所述场景资源文件通过场景采集设备采集，并存储于所述运动系统的存储设备中；以及运动模拟设备，其被配置来基于所述场景资源文件中的环境参数，控制一个或多个环境设备以实时地模拟所述场景的环境;实时地获取运动中用户的实时运动信息；以及基于所述场景资源文件与用户的实时运动信息，生成实时变化的运动阻力并将其向用户所使用的运动设备输出。
[0007]根据本发明的另一个方面，提供一种实现具有模拟场景的运动系统的方法，包括:由呈现设备显示并播放所选择的采集的场景资源文件，其中所述场景资源文件通过场景采集设备采集，并存储于所述运动系统的存储设备中；基于所述场景资源文件中的环境参数，由运动模拟设备控制一个或多个环境设备以实时地模拟所述场景的环境；由运动模拟设备实时地获取运动中用户的实时运动信息;基于所述场景资源文件与用户的实时运动信息，由运动模拟设备生成实时变化的运动阻力并将其向用户使用的运动设备输出。
【附图说明】
[0008]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
[0009]图1是根据本发明一个实施例的具有模拟场景的运动系统的示意图；
[0010]图2是根据本发明实施例的具有模拟场景的运动系统的详细框图；
[0011]图3是根据本发明实施例的运动系统中的运动模拟设备的详细框图；以及
[0012]图4是根据本发明实施例的实现具有模拟场景的运动系统的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0013]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0014]图1是根据本发明一个实施例的具有模拟场景的运动系统100的示意图。在图1中，以健身单车为例示出了具有模拟场景的运动系统。应当理解，根据本发明的运动系统100可适用于任何运动设备，例如，健身单车，也可以是任何其他能够供用户使用的运动设备，包括但不限于跑步机、椭圆机等等。如图1所示，该运动系统可以包括运动模拟设备(未示出)、运动设备(即健身单车主体110)、呈现设备120、存储设备(未示出)以及人机接口 130。应当了解，运动设备110具有熟知的运动部件，不同类型的运动设备具有其相应的已知运动部件。例如健身单车具有车把、脚蹬、车架等等;椭圆机具有扶手、脚蹬、椭圆运动结构等等，应当理解，为了不模糊本发明，运动设备的已知运动部件的描述被省略。
[0015]下面，参照图2的根据本发明实施例的具有模拟场景的运动系统的详细框图来描述本发明的运动系统200。如图2所示，利用模拟的真实场景进行运动的运动系统200可以包括运动模拟设备210、运动设备220、呈现设备230、存储设备240、以及人机接口 250。应当理解，运动系统200还可以包括其他设备或组件，但是为了不模糊本发明，省略了对其他设备和组件的描述。
[0016]接下来以健身单车作为运动设备220来描述本发明的一个具体实施例。为了使用户在使用本发明的运动系统200进行锻炼时能够像在真实的场景(例如户外的公园、森林里等等场景)中进行锻炼一样，一个或多个场景数据可以预先被存储于本发明的运动系统200的存储器中或者其他的存储器中。这些场景数据可以预先通过信息采集设备在真实运动环境采集而来。具体来说，例如可以通过信息采集人员在户外实地骑行并利用信息采集装置采集运动系统中所需要的场景参数数据。备选地，所述场景参数数据还可以实时地采集并被处理以形成场景资源文件并被远程存储。然后所述场景资源文件可以被运动系统200的接收设备接收或下载并由呈现设备230实时地呈现与播放。
[0017]可替换地，所述场景参数数据还可以是虚拟场景的参数数据并且经过处理形成场景资