运动场景数字合成系统和方法与流程

本发明涉及运动场景数字合成技术领域，尤其是涉及运动场景数字合成系统和方法。

背景技术：

现有的比赛或训练过程的数字化还原比较单一，无法将特定运动场景、运动人物的动作、装备姿态和飞行物的运动轨迹合成到一起，不利于参与人员对运动数据进行分析或其他应用。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供运动场景数字合成系统和方法，在不影响特定运动场景、运动人物的动作、装备姿态和飞行物的运动轨迹各子系统独立使用的前提下，建立三者的关联，将三者数据合成一个整体。

第一方面，本发明实施例提供了一种运动场景数字合成系统，包括：场地采集子系统、飞行物采集子系统、装备采集子系统和服务器；

所述场地采集子系统，分别与所述飞行物采集子系统和所述装备采集子系统相连接，用于建立场地模型，得到场地范围参数；

所述飞行物采集子系统，与所述服务器相连接，用于根据所述场地范围参数采集飞行物轨迹数据；

所述装备采集子系统，与所述服务器相连接，用于根据所述场地范围参数采集装备姿态数据；

所述服务器，与所述场地采集子系统相连接，用于将所述飞行物轨迹数据和所述装备姿态数据进行合成，得到运动数据集，对所述运动数据集进行处理，得到运动实况数据。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述场地采集子系统包括匹配终端和场地配置模块；

所述场地配置模块用于设置所述匹配终端和标定点，根据所述标定点的初始坐标，得到距所述标定点最近的第一边角坐标，依据所述第一边角坐标和场地的标准长宽，得到所述场地范围参数；

所述匹配终端用于读取装备采集设备的特征信息，将所述特征信息发送到所述服务器，实现所述装备采集设备与所述服务器的连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述飞行物采集子系统，还用于接收所述服务器发送的系统统一时钟，完成时间同步，并根据所述场地范围参数，采集所述飞行物轨迹数据，将所述飞行物轨迹数据实时上传到所述服务器。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述装备采集子系统，包括装备采集设备和移动设备；

所述移动设备，用于显示所述装备采集设备的特征信息，接收所述服务器发送的系统统一时钟和标定点，并根据所述系统统一时钟和所述标定点，重置所述装备采集设备的时钟、初始坐标、初始朝向和初始时间；

所述装备采集设备，用于根据所述场地范围参数，采集所述装备姿态数据。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述运动数据集通过在同一时间段并在同一场地内的所述飞行物轨迹数据和所述装备姿态数据合成而得。

本发明实施例提供了运动场景数字合成系统，包括场地采集子系统、飞行物采集子系统、装备采集子系统和服务器；场地采集子系统，用于建立场地模型，得到场地范围参数；装备采集子系统，用于根据场地范围参数采集装备姿态数据；飞行物采集子系统，用于根据场地范围参数采集飞行物轨迹数据；服务器，用于将飞行物轨迹数据和装备姿态数据进行合成，得到运动数据集，对运动数据集进行处理，得到运动实况数据。本发明在不影响特定运动场景、运动人物的动作、装备姿态和飞行物的运动轨迹各子系统独立使用的前提下，建立三者的关联，将三者数据合成一个整体。

第二方面，本发明实施例还提供一种运动场景数字合成方法，包括：

建立场地模型，得到场地范围参数；

根据所述场地范围参数分别采集飞行物轨迹数据和装备姿态数据；

将所述飞行物轨迹数据和所述装备姿态数据进行合成，得到运动数据集；

对所述运动数据集进行处理，得到运动实况数据。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述建立场地模型，得到场地范围参数包括：

设置匹配终端和标定点，根据所述标定点的初始坐标，得到距所述标定点最近的第一边角坐标；

根据所述第一边角坐标和场地的标准长宽，得到所述场地范围参数。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：

连接服务器，以使所述服务器将系统统一时钟发送至飞行物采集子系统，完成时间同步；

根据所述场地范围参数，采集所述飞行物轨迹数据，将所述飞行物轨迹数据实时上传到所述服务器。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：读取装备采集设备的特征信息，将所述特征信息发送到服务器，实现所述装备采集设备与所述服务器的连接；

接收所述服务器发送的系统统一时钟和标定点，并根据所述系统统一时钟和所述标定点，重置所述装备采集设备的时钟、初始坐标、初始朝向和初始时间；

根据所述场地范围参数，采集所述装备姿态数据，将所述装备姿态数据上传到所述服务器。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述运动数据集通过在同一时间段并在同一场地内的所述飞行物轨迹数据和所述装备姿态数据合成而得。

本发明提供了运动场景数字合成方法，包括：建立场地模型，得到场地范围参数；根据场地范围参数分别采集飞行物轨迹数据和装备姿态数据；将飞行物轨迹数据和装备姿态数据进行合成，得到运动数据集；对运动数据集进行处理，得到运动实况数据。本发明在不影响特定运动场景、运动人物的动作、装备姿态和飞行物的运动轨迹各子系统独立使用的前提下，建立三者的关联，将三者数据合成一个整体。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的运动场景数字合成系统结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的运动场景数字合成系统的场地模型建立示意图；

图3为本发明实施例一提供的运动场景数字合成系统的应用场景示意图；

图4为本发明实施例二提供的运动场景数字合成方法流程图。

图标：

10-场地采集子系统；20-飞行物采集子系统；30-装备采集子系统；40-服务器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有的比赛或训练过程的数字化还原比较单一，无法将特定运动场景、运动人物的动作、装备姿态和飞行物的运动轨迹合成到一起，不利于参与人员对运动数据进行分析或其他应用。

基于此，本发明实施例提供的运动场景数字合成系统和方法，在不影响特定运动场景、运动人物的动作、装备姿态和飞行物的运动轨迹各子系统独立使用的前提下，建立三者的关联，将三者数据合成一个整体。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的运动场景数字合成系统进行详细介绍，

实施例一：

图1为本发明实施例一提供的运动场景数字合成系统结构示意图。

参照图1，运动场景数字合成系统包括场地采集子系统10、飞行物采集子系统20、装备采集子系统30和服务器40；

场地采集子系统10，分别与飞行物采集子系统20和装备采集子系统30相连接，用于建立场地模型，得到场地范围参数；

飞行物采集子系统20，与服务器40相连接，用于根据场地范围参数采集飞行物轨迹数据；

装备采集子系统30，与服务器40相连接，用于根据场地范围参数采集装备姿态数据；

服务器40，与场地采集子系统10相连接，用于将飞行物轨迹数据和装备姿态数据进行合成处，得到运动数据集，对运动数据集进行处理，得到运动实况数据。

具体地，和传统单一的数字还原相比，本发明实施例的场地采集子系统10、飞行物采集子系统20、装备采集子系统30可分别独立使用，并在其基础上建立三者的关联，将数据合成一个整体，便于对运动数据进行分析或其他应用。

进一步的，场地采集子系统10包括匹配终端(未示出)和场地配置模块(未示出)；

场地配置模块用于设置匹配终端和标定点，根据标定点的初始坐标，得到距标定点最近的第一边角坐标，依据第一边角坐标和场地的标准长宽，得到场地范围参数；

匹配终端用于读取装备采集设备的特征信息，将特征信息发送到服务器40，实现装备采集设备与服务器40的连接。

这里，场地采集子系统10中的场地配置模块负责将场馆、场地进行数字化建模，设置初始位置校准点、设置场地标定点、场地范围坐标，还负责人工测量及记录场地类型、编号、位置和间距等信息；匹配终端可通过扫描确认装备采集设备的特征信息、将特征信息发送到服务器40，实现装备时间轴同步、装备初始位置设定。同时，服务器40对装备采集设备与场地的关联进行确认。作为一种可选的实施方式，匹配终端包括扫描器，装备采集设备的特征信息可以二维码、条形码、数字或无线RF感应芯片等形式体现；

具体地，如图2所示，图2为本发明实施例一提供的运动场景数字合成系统的场地模型建立示意图；其中，图2中场地类型和标定点位置均为示例，标定点的位置并不局限于图2中所示，它可为任何固定的地点，如场地边同一水平面的适当位置，只要经过标定即可；

具体地，参照图2，标定点Gn，其形状类似图2中右上角的脚印图型：其中，双脚面向匹配终端且该方向为正方向，并垂直于场地边线；脚掌间中心位置即重心标记为Gn，坐标设置为Gn(0，0)，在每个场地的标定点所在的立面上(墙面上)设置匹配终端Gn，(n表示为第n个标记点)；

进一步的，场地Dm(m表示第m块场地)的类型所对应的长宽分别为A和B，其场地范围为{Dm(n，1)，Dm(n，2)，Dm(n，3)，Dm(n，4)}组成的矩形区域。

具体地，场地m对应的标定点为Gn(0，0)，其距离Dm(n，1)坐标相对坐标偏移量为(a，b)，所以Dm(n，1)的坐标可确定为(－a，b)，再根据场地类型及场地标准长宽尺寸A和B，，得出场地Dm相对于Gn边界其他坐标：Dm(n，2)，DmD(n，3)，Dm(n，4)，确定最终场地范围为Dm(x，y)＝{(－a≤x≤A－a)，(b≤y≤B+b}；

换而言之，根据标定点的初始坐标，得到距标定点Gn(0，0)最近的第一边角坐标(－a，b)，依据第一边角坐标(－a，b)和场地的标准长宽，得出第二边角坐标、第三边角坐标和第四边角坐标，并根据第一边角坐标、第二边角坐标、第三边角坐标和第四边角坐标，得到场地范围参数；

此处，场地形状因运动类型而异，并不局限于四边形；

这里，一个场地可对应多个标定点，也可多个场地共用一个标定点和匹配终端。对于一个场地对应多标定点，重复上述图2中操作，建立多组场地范围参数。

进一步的，飞行物采集子系统20，还用于接收服务器40发送的系统统一时钟，完成时间同步，并根据场地范围参数，采集飞行物轨迹数据，将飞行物轨迹数据实时上传到服务器40。

具体地，飞行物采集子系统20开启并连接服务器40，接收服务器40发送的系统统一时钟t0，并将飞行物采集子系统20时间重置为系统统一时钟，飞行物采集子系统20每次启动时，自动进行时钟同步，可提高时间同步的准确性。

进一步的，装备采集子系统30，包括装备采集设备(未示出)和移动设备(未示出)；

移动设备用于显示装备采集设备的特征信息，接收服务器40发送的系统统一时钟和标定点，并根据系统统一时钟和标定点，重置装备采集设备的时钟、初始坐标、初始朝向和初始时间；

装备采集设备用于根据场地范围参数，采集装备姿态数据。

其中，移动设备包括智能手环，但并不局限于此种设备；

具体地，采用定位匹配方式为进行建立数据关联的关键，采用线下匹配方式过程如下：用户穿戴好移动装备和装备采集设备，并启动装备采集子系统30，并按要求站在标定点上，将移动设备靠近匹配终端，匹配终端读取移动设备显示的装备采集设备的特征信息，并将其发送至服务器40，此时服务器40确认装备采集设备接入，并将系统统一时钟和标定点发至移动设备，然后移动设备重置装备采集子系统30的时钟、初始坐标、初始朝向和初始时间。

其中，装备采集设备特征信息的线下匹配，能较客观地记录用户参与的次数和时间，防止单纯线上操作的误操作，或统一码产生的伪操作；

此外，装备采集设备特征信息的线下匹配有利于定位标定。以目前的检测技术手段来说，此方式是近距离主动校准方法中较简单的实用的方法。

这里，如图3所示，图3为本发明实施例一提供的运动场景数字合成系统的应用场景示意图，场地采集子系统包括场地配置模块A和匹配终端G；装备采集子系统包括人体运动姿态采集设备C和手持装备采集设备D；飞行物采集子系统通过固定于场地中间上方的双摄像头E采集飞行物B的轨迹数据，并通过无线方式上传到服务器F；人体运动姿态采集设备C负责实现人体的姿态采集，手持装备采集设备D采集负责手持装备的姿态数据采集。两者通过与移动设备的匹配，形成个人套装设备，并移动设备将装备姿态数据上传到服务器F；

这里，装备姿态数据包括人体的姿态数据和手持装备的姿态数据。

进一步的，运动数据集通过在同一时间段并在同一场地内的飞行物轨迹数据和装备姿态数据合成而得。

具体地，装备采集子系统和飞行物采集子系统分别采集加盖时间戳的飞行物轨迹数据和装备姿态数据并上传到服务器；服务器将同一时间段在同一场地内的飞行物轨迹数据和所有(可多个)装备姿态数据合并为一个运动数据集，完成数据合成；并对运动数据集进行处理，还原为运动实况的数字化表达，供参与人员进行分析或其他应用。

本发明实施例提供了运动场景数字合成系统，包括场地采集子系统、飞行物采集子系统、装备采集子系统和服务器；场地采集子系统，用于建立场地模型，得到场地范围参数；装备采集子系统，用于根据场地范围参数采集装备姿态数据；飞行物采集子系统，用于根据场地范围参数采集飞行物轨迹数据；服务器，用于将飞行物轨迹数据和装备姿态数据进行合成，得到运动数据集，对运动数据集进行处理，得到运动实况数据。本发明在不影响特定运动场景、运动人物的动作、装备姿态和飞行物的运动轨迹各子系统独立使用的前提下，建立三者的关联，将三者数据合成一个整体。

实施例二：

图4为本发明实施例二提供的运动场景数字合成方法流程图。

如图4所示，运动场景数字合成方法包括以下步骤：

步骤S110，建立场地模型，得到场地范围参数；

步骤S120，根据场地范围参数分别采集飞行物轨迹数据和装备姿态数据；

步骤S130，将飞行物轨迹数据和装备姿态数据进行合成，得到运动数据集；

步骤S140，对运动数据集进行处理，得到运动实况数据。

具体地，上述运动场景数字合成方法实施例中，步骤S110可采用如下步骤实现，包括：

步骤S210，设置匹配终端和标定点，根据标定点的初始坐标，得到距标定点最近的第一边角坐标；

步骤S220，根据第一边角坐标和场地的标准长宽，得到场地范围参数。

进一步的，上述运动场景数字合成方法还包括：

连接服务器，以使服务器将系统统一时钟发送至飞行物采集子系统，完成时间同步；

根据场地范围参数，采集飞行物轨迹数据，将飞行物轨迹数据实时上传到服务器。

进一步的，上述运动场景数字合成方法还包括：

读取装备采集设备的特征信息，将特征信息发送到服务器，实现装备采集设备与服务器的连接；

接收服务器发送的系统统一时钟和标定点，并根据系统统一时钟和标定点，重置装备采集设备的时钟、初始坐标、初始朝向和初始时间；

根据场地范围参数，采集装备姿态数据，将装备姿态数据上传到服务器。

进一步的，运动数据集通过在同一时间段并在同一场地内的飞行物轨迹数据和装备姿态数据合成而得。

本发明提供了运动场景数字合成方法，包括：建立场地模型，得到场地范围参数；根据场地范围参数分别采集飞行物轨迹数据和装备姿态数据；将飞行物轨迹数据和装备姿态数据进行合成，得到运动数据集；对运动数据集进行处理，得到运动实况数据。本发明在不影响特定运动场景、运动人物的动作、装备姿态和飞行物的运动轨迹各子系统独立使用的前提下，建立三者的关联，将三者数据合成一个整体。

本发明实施例提供的运动场景数字合成方法，与上述实施例提供的运动场景数字合成系统具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果，在此不再赘述。

本发明实施例所提供的运动场景数字合成方法和系统的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述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，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说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，该计算机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机设备(可以是个人计算机，服务器，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－Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。