一种足球虚拟系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种足球虚拟系统，系统有以下几部分：智能足球、3D现实摄像设备、虚拟现实技术（VR）眼镜（头盔等）、场景显示屏、足球复位系统、主控器等；通过智能足球等获得球、人员的最初真实运动参数，通过软件算法模拟轨迹；通过虚拟现实技术虚拟场景参数；主控器将虚拟场景、球、人员运动参数虚实结合统一于一个场景中；最终以动态模拟图像显示于虚拟眼镜（头盔等）中并同时显示于场景显示屏，实现真实体感和虚拟场景的高度同步统一；足球复位系统缓冲、快速回收复位足球于参考点，以便为下次踢球做好准备。
【专利说明】
一种足球虚拟系统
技术领域
[0001]本发明属于足球类产品领域，具体涉及能为用户提供一种足球虚拟系统。【背景技术】
[0002]现代球类运动随着电子产品的升级，为了增加训练的定性分析，不少球类运动系统都充分的利用传感器获取球运动的各项参数，充分利用所获得的参数分析运动效果，对运动方案的调整提供数据支持；目前已经出现了多种智能足球，可以提供足球的运动参数； 足球由于场地面积大的原因，导致足球训练科目频次及数据统计都受到局限；如果能有一个无场地制约的智能训练系统将大大增加足球的训练效果;虚拟现实技术(VR)可以创建和体验虚拟环境，提供一种多源信息融合交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，使用户沉浸到该虚拟环境中；所以本发明利用虚拟现实技术将虚拟球场模拟出来，利用智能足球的真实初始数据驱动虚拟足球与场景，实现真实和虚拟同步统一，实现足球无场地训练。
【发明内容】
[0003]本发明能为用户提供一种足球虚拟系统，系统有以下几部分:一小片仿真球场(几平米以上)、智能足球、3D现实摄像设备、虚拟现实技术(VR)眼镜(头盔等)、场景显示屏、智能护腕、足球复位系统、主控器等组成;构成一个以主控器为中心的组合系统。主控器是具有微控制器、蓝牙、存储、网络、显示等软硬件功能的智能模块，通过智能足球、智能护腕、3D 现实摄像设备获得球、人最初真实运动参数，通过软件算法模拟出球、人的空间运动轨迹； 通过虚拟现实技术(VR)眼镜(头盔等)的获的虚拟场景参数;主控器通过数据同步融合等算法将虚拟场景与球、人运动轨迹虚实结合统一于一个场景中；最终以动态模拟图像显示于虚拟眼镜(头盔等)中并同时显示于场景显示屏。实现真实体感和虚拟场景的高度同步统〇一小片仿真球场是为了保证足球运动的真实体感，并起到真实场地与虚拟场地大小、 方位等虚实无缝对接的作用。
[0004]智能足球要和虚拟足球外形花纹一致，以便真实足球与虚拟足球的虚实无缝对接，保证足球运动的真实体感。
[0005]虚拟现实技术(VR)眼镜(头盔等)要能在仿真球场区域与模拟场景间、真实足球与虚拟足球间平滑转换。[〇〇〇6]足球复位系统，就是一个智能足球缓冲、快速回收复位系统;完成足球在小空间的缓冲减震、快速的回收足球并复位于参考点，以便为下次踢球做好准备。[〇〇〇7]足球虚拟系统实质就是靠真实足球的真实初始运动参数来驱动，轨迹靠算法模拟，场景靠模拟，加之足球复位系统;构成一个真实与模拟无缝对接的无场地制约的足球模拟系统。
[0008] 工作原理如下:a.智能足球放置于仿真球场的参考点上，参考点在虚拟场景中位置坐标和方向人为设定；b.VR眼镜(头盔等)利用头的转动(或眼球转动)改变场景视角；d.当足球被踢时，仅仅利用脚接触足球的这一段时间，系统提供智能足球、3D现实摄像设备获取最初球的真实运动参数;如:角度、旋转、初速度等；e.足球离脚后进入缓冲、回收复位系统，该系统快速将足球再次复位于参考点，为下次踢球做好准备；f.当球离开脚后的运动轨迹将由运动算法来完成，并在VR眼镜(头盔等)完成虚拟足球运动轨迹的显示，场景显示屏将同时同步实现虚拟场景显示；实现无场地局限的真实球与虚拟球场的完美无缝结合;从而增强球类运动的娱乐趣味性和智能化。
[0009]【附图说明】
[0010] 图1、图2为本发明示意图；图1中:1 VR眼镜(头盔)、2运动员、3 3D现实摄像设备、4足球、5仿真球场、6足球缓冲、快速回收和复位系统、7场景显示屏、8主控器；图2中:1运动员(带智能护腕)、2 3D现实摄像设备、3足球、4仿真球场、5足球缓冲、快速回收和复位系统、6主控器、7全场景显示屏；【具体实施方式】
[0011]下面结合附图1、图2就具体实施例对本发明做进一步说明；以下方案中足球可使用智能足球，也可使用普通足球。[〇〇12] 实施例1图中1 VR眼镜(头盔)、2运动员(带智能护腕)、3 3D现实摄像设备、4足球、5仿真球场、6足球缓冲、快速回收和复位系统、7场景显示屏、8主控器；VR眼镜(头盔)比较特殊，不仅要能看到仿真球场和真实的足球，又要在球离脚后平滑的切换到虚拟的场景，所以此处VR眼镜(头盔)比普通VR眼镜(头盔)多了一个能看真实场景的功能。
[0013] 实施例2图中21运动员(带智能护腕)、2 3D现实摄像设备、3足球、4仿真球场、5足球缓冲、快速回收和复位系统、6主控器、7全场景显示屏；本实施方案将VR眼镜(头盔)去掉，将仿真球场与全场景显示屏统一构成一个虚实全场景显示，全场景显示屏就是利用虚拟技术在一个球形显示屏(或六面体显示屏)完整立体显示球场场景。[〇〇14] 没有VR眼镜(头盔)，就没有VR眼镜(头盔)显示，场景视角也不可改变，其它工作原理不变，显示只有全场景显示。
【主权项】
1.本发明能为用户提供一种足球虚拟系统，系统有以下几部分:智能足球、3D现实摄像 设备、虚拟现实技术(VR)眼镜(头盔等)、场景显示屏、智能护腕若干、足球复位系统、主控器 等任意搭配或全部组成;构成一个以主控器为中心的组合系统；主控器是具有微控制器、蓝牙、存储、网络、显示等软硬件功能的智能模块，通过智能足 球、智能护腕、3D现实摄像设备的通信，获得球、人员的最初真实运动参数，通过软件算法模 拟出球、球员的空间运动轨迹;通过虚拟现实技术(VR)眼镜(头盔等)的获的虚拟场景参数； 主控器通过数据同步融合等算法将虚拟场景视角、距离、球的运动轨迹、人员位置参数等虚 实结合统一于一个场景中；最终以动态模拟图像显示于虚拟眼镜(头盔等)中并同时显示于 场景显示屏;实现真实体感和虚拟场景的高度同步统一；足球复位系统，就是一个智能足球缓冲、快速回收复位系统;完成足球在小空间的缓冲 减震、快速的回收足球并复位于参考点，以便为下次踢球做好准备；足球虚拟系统实质就是靠真实足球的真实初始运动参数来驱动，轨迹靠算法模拟，场 景靠模拟，加之足球复位系统；构成一个真实与模拟无缝对接的无场地制约的足球模拟系 统；工作原理如下:a.以运动人员为参考点，S卩以VR眼镜(头蓝等)为参考点；也就是三维运动坐标系的原点；b.VR眼镜(头盔等)利用头的转动(或眼球转动)改变场景视角；c.当足球被踢时，仅仅利用脚接触足球的这一段时间，系统提供智能足球、3D现实摄 像设备获取最初球的真实运动参数;如:角度、旋转、初速度等；d.足球离脚后进入缓冲、回收复位系统，该系统快速将足球再次复位于参考点，为下次 踢球做好准备；e.当球离开脚后的运动轨迹将由运动算法来完成，并在VR眼镜(头盔等)完成虚拟足 球运动轨迹的显示，场景显示屏将同时同步实现虚拟场景显示；实现无场地局限的真实球 与虚拟球场的完美无缝结合;从而增强球类运动的娱乐趣味性和智能化。2.根据权利要求1所述一种足球虚拟系统，其特征在于，系统有以下几部分:智能足球、 3D现实摄像设备、实虚拟现实技术(VR)眼镜(头盔等)、场景显示屏、智能护腕若干、足球复 位系统、主控器等任意搭配或全部组成；构成一个以主控器为中心的组合系统；主控器是具 有微控制器、蓝牙、存储、网络、显示等软硬件功能的智能模块，通过智能足球、智能护腕、3D 现实摄像设备的通信，获得球、人员的最初真实运动参数，通过软件算法模拟出球、球员的 空间运动轨迹;通过虚拟现实技术(VR)眼镜(头盔等)的获的虚拟场景参数;主控器通过数 据同步融合等算法将虚拟场景视角、距离、球的运动轨迹、人员位置参数等虚实结合统一于 一个场景中；最终以动态模拟图像显示于虚拟眼镜(头盔等)中并同时显示于场景显示屏； 实现真实体感和虚拟场景的高度同步统一；足球复位系统，就是一个智能足球缓冲、快速回收复位系统;完成足球在小空间的缓冲 减震、快速的回收足球并复位于参考点，以便为下次踢球做好准备。3.根据权利要求1所述一种足球虚拟系统，其特征在于，通过智能足球、智能护腕、3D现 实摄像设备的通信，获得球、人员的最初真实运动参数，通过软件算法模拟出球、球员的空 间运动轨迹。4.根据权利要求1所述一种足球虚拟系统，其特征在于，通过虚拟现实技术(VR)眼镜 (头盔等)的获的虚拟场景参数。5.根据权利要求1所述一种足球虚拟系统，其特征在于，主控器通过数据同步融合等算 法将虚拟场景视角、距离、球的运动轨迹、人员位置参数等虚实结合统一于一个场景中；最 终以动态模拟图像显示于虚拟眼镜(头盔等)中并同时显示于场景显示屏;实现真实体感和 虚拟场景的高度同步统一。6.根据权利要求1所述一种足球虚拟系统，其特征在于，足球复位系统，就是一个智能 足球缓冲、快速回收复位系统;完成足球在小空间的缓冲减震、快速的回收足球并复位于参 考点，以便为下次踢球做好准备。7.根据权利要求1所述一种足球虚拟系统，其特征在于，足球虚拟系统实质就是靠真实 足球的真实初始运动参数来驱动，轨迹靠算法模拟，场景靠模拟，加之足球复位系统；构成 一个真实与模拟无缝对接的无场地制约的足球模拟系统;及对此方案的近似修改均属本专 利保护范围。8.根据权利要求1所述一种足球虚拟系统，其特征在于，对实施例1、实施例2所做得近 似改变均属本专利保护范围。
【文档编号】A63F13/212GK105976432SQ201610546827
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月13日
【发明人】王青歌, 李漩, 李志刚, 蔡芸
【申请人】顽石运动智能科技（北京）有限公司