本發(fā)明涉及電子領(lǐng)域，特別是涉及一種互動式運(yùn)動方法及頭戴式智能設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著生活水平的提高，很多人都開始注意自己的身體健康狀況，人們會進(jìn)行各類舞蹈、爬山等健身運(yùn)動，但大多數(shù)人的毅力都不夠強(qiáng)大，這就需要一種更有趣的運(yùn)動方式可以吸引人們開始并堅持運(yùn)動健身。

虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality，簡稱VR)技術(shù)的出現(xiàn)，給用戶提供了一種有趣的運(yùn)動方式，但目前的VR健身產(chǎn)品都過于簡單，加之互動少和還原度較低，沒法給用戶提供較多的樂趣和真實(shí)的沉浸感。同時，用戶無法實(shí)時了解自身的動作是否規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)動過程中身體狀況是否正常，運(yùn)動強(qiáng)度是否足夠等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種互動式運(yùn)動方法及頭戴式智能設(shè)備，能夠解決現(xiàn)有VR健身產(chǎn)品還原度低的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是：提供一種互動式運(yùn)動方法，包括：接收肢體動作數(shù)據(jù)和肢體圖像數(shù)據(jù)；對所述肢體動作數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立實(shí)時運(yùn)動模型；整合所述實(shí)時運(yùn)動模型和虛擬人物形象，生成三維運(yùn)動虛擬人物；整合所述三維運(yùn)動虛擬人物和所述肢體圖像數(shù)據(jù)，生成混合現(xiàn)實(shí)運(yùn)動圖像數(shù)據(jù)；構(gòu)建虛擬運(yùn)動環(huán)境，其中所述虛擬運(yùn)動環(huán)境至少包括虛擬背景環(huán)境；整合所述混合現(xiàn)實(shí)運(yùn)動圖像數(shù)據(jù)和所述虛擬運(yùn)動環(huán)境，生成虛擬運(yùn)動場景；輸出所述虛擬運(yùn)動場景。

其中，所述輸出所述虛擬運(yùn)動場景之后，進(jìn)一步包括：檢測是否有共享命令輸入；若檢測到有所述共享命令輸入，則向所述共享命令對應(yīng)的好友或社交平臺發(fā)送所述虛擬運(yùn)動場景以實(shí)現(xiàn)共享。

其中，所述構(gòu)建虛擬運(yùn)動環(huán)境具體包括：檢測是否有虛擬背景環(huán)境設(shè)置命令和/或虛擬運(yùn)動模式設(shè)置命令輸入；若檢測到有所述虛擬背景環(huán)境設(shè)置命令和/或所述虛擬運(yùn)動模式設(shè)置命令輸入，則根據(jù)所述虛擬背景環(huán)境設(shè)置命令和/或所述虛擬運(yùn)動模式設(shè)置命令構(gòu)建虛擬運(yùn)動環(huán)境。

其中，所述輸出所述虛擬運(yùn)動場景之后，進(jìn)一步包括：將所述肢體動作數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)動作數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，判斷所述肢體動作數(shù)據(jù)是否規(guī)范；若所述肢體動作數(shù)據(jù)不規(guī)范，則發(fā)送糾正信息進(jìn)行提醒；根據(jù)所述肢體動作數(shù)據(jù)計算運(yùn)動強(qiáng)度，并根椐所述運(yùn)動強(qiáng)度發(fā)送反饋和建議信息。

其中，所述整合所述實(shí)時運(yùn)動模型和虛擬人物形象之前，進(jìn)一步包括：檢測是否有虛擬人物形象設(shè)置命令輸入；若檢測到有所述虛擬人物形象設(shè)置命令輸入，則根據(jù)所述虛擬人物形象設(shè)置命令生成所述虛擬人物形象。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是：提供一種頭戴式智能設(shè)備，包括：數(shù)據(jù)接收模塊，用于接收肢體動作數(shù)據(jù)和肢體圖像數(shù)據(jù)；動作分析模塊，用于對所述肢體動作數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并建立實(shí)時運(yùn)動模型；虛擬人物生成模塊，用于整合所述實(shí)時運(yùn)動模型和虛擬人物形象并生成三維運(yùn)動虛擬人物；混合現(xiàn)實(shí)疊加模塊，用于整合所述三維運(yùn)動虛擬人物和所述肢體圖像數(shù)據(jù)并生成混合現(xiàn)實(shí)運(yùn)動圖像數(shù)據(jù)；虛擬環(huán)境構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建虛擬運(yùn)動環(huán)境，其中所述虛擬運(yùn)動環(huán)境至少包括虛擬背景環(huán)境；虛擬場景集成模塊，用于整合所述混合現(xiàn)實(shí)運(yùn)動圖像數(shù)據(jù)和所述虛擬運(yùn)動環(huán)境，生成虛擬運(yùn)動場景；虛擬場景輸出模塊，用于輸出所述虛擬運(yùn)動場景。

其中，所述的頭戴式智能設(shè)備進(jìn)一步包括共享模塊，所述共享模塊包括檢測單元和共享單元；所述檢測單元用于檢測是否有共享命令輸入；所述共享單元用于在檢測到有所述共享命令輸入時，向所述共享命令對應(yīng)的好友或社交平臺發(fā)送所述虛擬運(yùn)動場景以實(shí)現(xiàn)共享。

其中，所述虛擬環(huán)境構(gòu)建模塊進(jìn)一步包括：檢測單元，用于檢測是否有虛擬背景環(huán)境設(shè)置命令和/或虛擬運(yùn)動模式設(shè)置命令輸入；構(gòu)建單元，用于在檢測到有所述虛擬背景環(huán)境設(shè)置命令和/或所述虛擬運(yùn)動模式設(shè)置命令輸入時，根據(jù)所述虛擬背景環(huán)境設(shè)置命令和/或所述虛擬運(yùn)動模式設(shè)置命令構(gòu)建虛擬運(yùn)動環(huán)境。

其中，所述的頭戴式智能設(shè)備進(jìn)一步包括虛擬教練指導(dǎo)模塊，所述虛擬教練指導(dǎo)模塊包括：動作判斷單元，用于將所述肢體動作數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)動作數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，判斷所述肢體動作數(shù)據(jù)是否規(guī)范；提示單元，用于在所述肢體動作數(shù)據(jù)不規(guī)范時，發(fā)送糾正信息進(jìn)行提醒；反饋單元，用于根據(jù)所述肢體動作數(shù)據(jù)計算運(yùn)動強(qiáng)度，并根據(jù)所述運(yùn)動強(qiáng)度發(fā)送反饋和建議信息。

其中，所述虛擬人物生成模塊進(jìn)一步包括：檢測單元，用于檢測是否有虛擬人物形象設(shè)置命令輸入；虛擬人物生成單元，用于在檢測到有所述虛擬人物形象設(shè)置命令輸入時，根據(jù)所述虛擬人物形象設(shè)置命令生成所述虛擬人物形象，并整合所述實(shí)時運(yùn)動模型和所述虛擬人物形象生成所述三維運(yùn)動虛擬人物。

本發(fā)明的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明通過實(shí)時接收的肢體動作數(shù)據(jù)生成實(shí)時運(yùn)動模型，再將實(shí)時運(yùn)動模型與虛擬人物形象整合形成三維虛擬運(yùn)動人物，然后整合接收到的肢體圖像數(shù)據(jù)與三維虛擬運(yùn)動人物生成混合現(xiàn)實(shí)運(yùn)動圖像數(shù)據(jù)，最后將混合現(xiàn)實(shí)運(yùn)動圖像數(shù)據(jù)和構(gòu)建的虛擬運(yùn)動環(huán)境整合生成虛擬運(yùn)動場景并輸出。通過上述方式，本發(fā)明將虛擬運(yùn)動人物與肢體圖像數(shù)據(jù)整合生成混合現(xiàn)實(shí)運(yùn)動圖像數(shù)據(jù)，從而使現(xiàn)實(shí)人物的運(yùn)動圖像實(shí)時反映到虛擬運(yùn)動人物，提高現(xiàn)實(shí)人物的還原度，而且通過構(gòu)建的虛擬運(yùn)動環(huán)境，可以營造一個優(yōu)美的運(yùn)動環(huán)境，提供更真實(shí)的沉浸感。

附圖說明

圖1是本發(fā)明互動式運(yùn)動方法第一實(shí)施方式的流程圖；

圖2是本發(fā)明互動式運(yùn)動方法第二實(shí)施方式的流程圖；

圖3是本發(fā)明互動式運(yùn)動方法第三實(shí)施方式的流程圖；

圖4是本發(fā)明頭戴式智能設(shè)備第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明頭戴式智能設(shè)備第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明頭戴式智能設(shè)備第三實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明頭戴式智能設(shè)備第四實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參閱圖1，圖1是本發(fā)明互動式運(yùn)動方法第一實(shí)施方式的流程圖。如圖1所示，本發(fā)明互動式運(yùn)動方法包括：

步驟S101：接收肢體動作數(shù)據(jù)和肢體圖像數(shù)據(jù)；

其中，肢體動作數(shù)據(jù)來自部署于用戶身體主要部位(如頭部、手部、腳部等)的慣性傳感器以及部署于用戶所處空間的多個光學(xué)器件(如紅外攝像頭)；肢體圖像數(shù)據(jù)來自部署于用戶所處空間的多個攝像機(jī)。

具體地，慣性傳感器(如陀螺儀、加速度計、磁力計或者上述器件的集成設(shè)備)根據(jù)用戶身體主要部位(即數(shù)據(jù)采集端)的動作，獲取肢體動態(tài)數(shù)據(jù)(如加速度，角速度等)，并將其上傳以進(jìn)行動作分析；用戶身體主要部位還部署有光學(xué)反射器件(如紅外反光點(diǎn))，反射紅外攝像頭發(fā)射的紅外光，從而使得數(shù)據(jù)采集端的亮度高于周圍環(huán)境的亮度，此時多個紅外攝像頭從不同角度同時進(jìn)行拍攝，獲取肢體動作圖像，并將其上傳以進(jìn)行動作分析。另外，用戶所處空間的多個攝像機(jī)從不同角度同時進(jìn)行拍攝，獲取肢體圖像數(shù)據(jù)，即用戶在現(xiàn)實(shí)空間的肢體形態(tài)圖像，并將其上傳以與虛擬人物進(jìn)行整合。

步驟S102：對肢體動作數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立實(shí)時運(yùn)動模型；

其中，肢體動作數(shù)據(jù)包括肢體動態(tài)數(shù)據(jù)和肢體動作圖像。

具體地，根據(jù)慣性導(dǎo)航原理對肢體動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得各個數(shù)據(jù)采集端的運(yùn)動角度和速度，并且基于計算機(jī)視覺原理通過光學(xué)定位算法對肢體動作圖像進(jìn)行處理，獲得各個數(shù)據(jù)采集端的空間位置坐標(biāo)和軌跡信息，結(jié)合同一時刻各個數(shù)據(jù)采集端的空間位置坐標(biāo)、軌跡信息和運(yùn)動角度、速度可以推算下一時刻的空間位置坐標(biāo)、軌跡信息和運(yùn)動角度、速度，從而建立實(shí)時運(yùn)動模型。

步驟S103：整合實(shí)時運(yùn)動模型和虛擬人物形象，生成三維運(yùn)動虛擬人物；

具體地，虛擬人物形象是預(yù)先設(shè)置的三維虛擬人物，將其與實(shí)時運(yùn)動模型整合，并根據(jù)實(shí)時接收的肢體動作數(shù)據(jù)對實(shí)時運(yùn)動模型進(jìn)行修正、處理，從而使得生成的三維運(yùn)動虛擬人物可以實(shí)時反映用戶現(xiàn)實(shí)空間的動作。

其中，步驟S103之前，進(jìn)一步包括：

步驟S1031：檢測是否有虛擬人物形象設(shè)置命令輸入；

其中，虛擬人物形象設(shè)置命令包括性別、身高、體重、國籍、膚色等，上述設(shè)置命令可以通過語音、手勢或按鍵等方式選擇輸入。

步驟S1032：若檢測到有虛擬人物形象設(shè)置命令輸入，則根據(jù)虛擬人物形象設(shè)置命令生成虛擬人物形象。

例如，用戶通過語音選擇輸入的虛擬人物形象設(shè)置命令是女性、身高165cm、體重50kg、中國，則生成符合上述設(shè)置命令的三維虛擬人物形象，即身高165cm、體重50kg的中國女性的簡單三維虛擬人物形象。

步驟S104：整合三維運(yùn)動虛擬人物和肢體圖像數(shù)據(jù)，生成混合現(xiàn)實(shí)運(yùn)動圖像數(shù)據(jù)；

其中，肢體圖像數(shù)據(jù)是由多個攝像機(jī)從不同角度同時拍攝獲得的用戶現(xiàn)實(shí)空間的形態(tài)圖像。

具體地，在一個應(yīng)用例中，預(yù)先將環(huán)境背景部署為綠色或藍(lán)色，采用綠幕/藍(lán)幕技術(shù)將同一時刻不同角度的肢體圖像數(shù)據(jù)中的環(huán)境顏色設(shè)為透明，以將用戶形象選取出來，然后將選取出的不同角度的用戶形象進(jìn)行處理以形成三維用戶形象，最后將三維用戶形象與三維運(yùn)動虛擬人物整合，即調(diào)整三維運(yùn)動虛擬人物，例如根據(jù)三維用戶形象的身高、體重、腰圍、臂長等各種參數(shù)或者參數(shù)的比例調(diào)整三維運(yùn)動虛擬人物，使其與實(shí)時的三維用戶形象融合，生成混合現(xiàn)實(shí)運(yùn)動圖像數(shù)據(jù)。當(dāng)然，在其他應(yīng)用例中，也可以采用其他方法整合三維運(yùn)動虛擬人物和肢體圖像數(shù)據(jù)，此處不做具體限定。

步驟S105：構(gòu)建虛擬運(yùn)動環(huán)境，其中虛擬運(yùn)動環(huán)境至少包括虛擬背景環(huán)境；

其中，步驟S105具體包括：

步驟S1051：檢測是否有虛擬背景環(huán)境設(shè)置命令和/或虛擬運(yùn)動模式設(shè)置命令輸入；

具體地，虛擬背景環(huán)境設(shè)置命令和/或虛擬運(yùn)動模式設(shè)置命令輸入是用戶通過語音、手勢或按鍵等方式選擇輸入。例如，用戶可以通過手勢選擇冰山或者草原等虛擬運(yùn)動背景，也可以通過手勢選擇跳舞模式，并選擇舞蹈曲目等。

其中，虛擬背景環(huán)境可以是森林、草原、冰川或者舞臺等等各種背景，虛擬運(yùn)動模式可以是跳舞、跑步或者籃球等等各種模式，此處不做具體限定。

步驟S1052：若檢測到有虛擬背景環(huán)境設(shè)置命令和/或虛擬運(yùn)動模式設(shè)置命令輸入，則根據(jù)虛擬背景環(huán)境設(shè)置命令和/或虛擬運(yùn)動模式設(shè)置命令構(gòu)建虛擬運(yùn)動環(huán)境。

具體地，根據(jù)虛擬背景環(huán)境設(shè)置命令和/或虛擬運(yùn)動模式設(shè)置命令構(gòu)建虛擬運(yùn)動環(huán)境，可以通過本地數(shù)據(jù)庫或者聯(lián)網(wǎng)下載用戶選擇的虛擬背景環(huán)境或者虛擬運(yùn)動模式數(shù)據(jù)(如舞蹈音頻等)，并將虛擬運(yùn)動背景切換為用戶選擇的虛擬運(yùn)動背景，并播放相關(guān)音頻，生成虛擬運(yùn)動環(huán)境；若用戶沒有選擇虛擬背景環(huán)境和/或虛擬運(yùn)動模式，則以默認(rèn)的虛擬背景環(huán)境和/或虛擬運(yùn)動模式(如舞臺和/或舞蹈)生成虛擬運(yùn)動環(huán)境。

步驟S106：整合混合現(xiàn)實(shí)運(yùn)動圖像數(shù)據(jù)和虛擬運(yùn)動環(huán)境，生成虛擬運(yùn)動場景；

具體地，將混合現(xiàn)實(shí)運(yùn)動圖像數(shù)據(jù)，即與三維用戶形象融合后的三維虛擬運(yùn)動人物，進(jìn)行邊緣處理，使其與虛擬運(yùn)動環(huán)境融合。

步驟S107：輸出虛擬運(yùn)動場景。

具體地，通過顯示屏顯示虛擬運(yùn)動場景的視頻數(shù)據(jù)，通過揚(yáng)聲器或耳機(jī)等播放虛擬運(yùn)動場景的音頻數(shù)據(jù)，通過觸覺傳感器反饋虛擬運(yùn)動場景的觸覺數(shù)據(jù)。

上述實(shí)施方式中，將虛擬運(yùn)動人物與肢體圖像數(shù)據(jù)整合生成混合現(xiàn)實(shí)運(yùn)動圖像數(shù)據(jù)，從而使現(xiàn)實(shí)人物的運(yùn)動圖像實(shí)時反映到虛擬運(yùn)動人物，提高現(xiàn)實(shí)人物的還原度，而且通過構(gòu)建的虛擬運(yùn)動環(huán)境，可以營造一個優(yōu)美的運(yùn)動環(huán)境，提供更真實(shí)的沉浸感。

在其他實(shí)施方式中，還可以將虛擬運(yùn)動場景與好友共享，增加互動，提高運(yùn)動的樂趣。

具體參閱圖2，圖2是本發(fā)明互動式運(yùn)動方法第二實(shí)施方式的流程圖。本發(fā)明互動式運(yùn)動方法第二實(shí)施方式是在本發(fā)明互動式運(yùn)動方法第一實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步包括：

步驟S201：檢測是否有共享命令輸入；

其中，共享命令包括共享內(nèi)容及共享對象，共享內(nèi)容包括當(dāng)前的虛擬運(yùn)動場景和保存的歷史虛擬運(yùn)動場景，共享對象包括好友和各社交平臺。

具體地，用戶可以通過語音、手勢或者按鍵等方式輸入共享命令，以將當(dāng)前或者保存的虛擬運(yùn)動場景(即運(yùn)動視頻或圖像)進(jìn)行分享。

步驟S202：若檢測到有共享命令輸入，則向共享命令對應(yīng)的好友或社交平臺發(fā)送虛擬運(yùn)動場景以實(shí)現(xiàn)共享。

其中，社交平臺可以是微信、QQ、微博等各種社交平臺中的一個或多個，共享命令對應(yīng)的好友是預(yù)先保存的好友列表中的其中一個或多個，此處不做具體限定。

具體地，當(dāng)檢測到有共享命令輸入時，若共享命令的共享對象是社交平臺，則將共享內(nèi)容向?qū)?yīng)的社交平臺發(fā)送對應(yīng)的共享內(nèi)容；若共享命令的共享對象是好友，則查找預(yù)先保存的好友列表，若查找到共享對象，則向該共享對象發(fā)送對應(yīng)的共享內(nèi)容，若共享對象在保存的好友列表中查找不到，則不向該共享對象發(fā)送虛擬運(yùn)動場景并輸出提示信息。

例如，用戶通過語音輸入下述共享命令“共享給好友A和好友B”，則在預(yù)先保存的好友列表中查找好友A和好友B，查找到好友A，沒有查找到好友B，則向好友A發(fā)送當(dāng)前虛擬運(yùn)動場景，并輸出“沒有查找到好友B”的提示信息。

上述步驟的執(zhí)行是在步驟S107之后。本實(shí)施方式可以與本發(fā)明互動式運(yùn)動方法第一實(shí)施方式相結(jié)合。

在其他實(shí)施方式中，運(yùn)動過程中還可以通過虛擬教練提出指導(dǎo)或提示信息，增加人機(jī)互動，增強(qiáng)運(yùn)動的科學(xué)性和趣味性。

具體參閱圖3，圖3是本發(fā)明互動式運(yùn)動方法第三實(shí)施方式的流程圖。本發(fā)明互動式運(yùn)動方法第三實(shí)施方式是在本發(fā)明互動式運(yùn)動方法第一實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步包括：

步驟S301：將肢體動作數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)動作數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，判斷肢體動作數(shù)據(jù)是否規(guī)范；

其中，標(biāo)準(zhǔn)動作數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫或?qū)＜蚁到y(tǒng)中預(yù)先保存或者通過聯(lián)網(wǎng)下載的數(shù)據(jù)，包括動作的軌跡、角度、力度等。

具體地，將接收到的肢體動作數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)動作數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析時，可以設(shè)置相應(yīng)的閾值，當(dāng)肢體動作數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)動作數(shù)據(jù)之間的差距超出預(yù)先設(shè)定的閾值時，則判斷肢體動作數(shù)據(jù)不規(guī)范，否則判斷肢體動作數(shù)據(jù)規(guī)范。當(dāng)然，比較分析過程中也可以采用肢體動作數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)動作數(shù)據(jù)的匹配比例等其他方法判斷肢體動作數(shù)據(jù)是否規(guī)范，此處不做具體限定。

步驟S302：若肢體動作數(shù)據(jù)不規(guī)范，則發(fā)送糾正信息進(jìn)行提醒；

具體地，當(dāng)肢體動作數(shù)據(jù)不規(guī)范時，可以通過語音、視頻、圖像或文字其中一種或者多種結(jié)合的方式發(fā)送糾正信息進(jìn)行提醒。

步驟S303：根據(jù)肢體動作數(shù)據(jù)計算運(yùn)動強(qiáng)度，并根椐運(yùn)動強(qiáng)度發(fā)送反饋和建議信息。

具體地，運(yùn)動強(qiáng)度是根據(jù)接收到的肢體動作數(shù)據(jù)結(jié)合運(yùn)動時長計算得到，反饋和建議信息可以是在運(yùn)動過程中建議增加運(yùn)動時間或者降低運(yùn)動強(qiáng)度的信息，也可以是運(yùn)動結(jié)束后提示補(bǔ)水或者食物推薦等信息，以便用戶了解自身的運(yùn)動狀況，更加科學(xué)健康的運(yùn)動。

本實(shí)施方式中，運(yùn)動強(qiáng)度是根據(jù)肢體動作數(shù)據(jù)計算得到，而在其他實(shí)施方式中，運(yùn)動強(qiáng)度可以是根據(jù)設(shè)置于用戶身上的運(yùn)動體征相關(guān)的傳感器發(fā)送的數(shù)據(jù)分析得到。

上述步驟的執(zhí)行是在步驟S107之后。本實(shí)施方式可以與本發(fā)明互動式運(yùn)動方法第一實(shí)施方式相結(jié)合。

請參閱圖4，圖4是本發(fā)明頭戴式智能設(shè)備第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，本發(fā)明頭戴式智能設(shè)備40包括：依次連接的數(shù)據(jù)接收模塊401、動作分析模塊402、虛擬人物生成模塊403和混合現(xiàn)實(shí)疊加模塊404，以及依次連接的虛擬環(huán)境構(gòu)建模塊405、虛擬場景集成模塊406和虛擬場景輸出模塊407，其中數(shù)據(jù)分析模塊401還與混合現(xiàn)實(shí)疊加模塊404連接，混合現(xiàn)實(shí)疊加模塊404還與虛擬場景集成模塊406連接。

數(shù)據(jù)接收模塊401，用于接收肢體動作數(shù)據(jù)和肢體圖像數(shù)據(jù)；

具體地，數(shù)據(jù)接收模塊401接收部署于用戶身體主要部位(如頭部、手部、腳部等)的慣性傳感器和部署于用戶所處空間的多個光學(xué)器件(如紅外攝像頭)發(fā)送的肢體動作數(shù)據(jù)，以及部署于用戶所處空間的多個攝像機(jī)發(fā)送的肢體圖像數(shù)據(jù)，并向動作分析模塊402發(fā)送接收到的肢體動作數(shù)據(jù)，向混合現(xiàn)實(shí)疊加模塊404發(fā)送肢體圖像數(shù)據(jù)。其中，數(shù)據(jù)接收模塊401可以通過有線方式接收數(shù)據(jù)，也可以通過無線方式接收數(shù)據(jù)，或者通過有線和無線相結(jié)合的方式接收數(shù)據(jù)，此處不做具體限定。

動作分析模塊402，用于對肢體動作數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并建立實(shí)時運(yùn)動模型；

具體地，動作分析模塊402接收到數(shù)據(jù)接收模塊401發(fā)送的肢體動作數(shù)據(jù)，根據(jù)慣性導(dǎo)航原理和計算機(jī)視覺原理對接收到的肢體動作數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，推算下一時刻的肢體動作數(shù)據(jù)，以此建立實(shí)時運(yùn)動模型。

虛擬人物生成模塊403，用于整合實(shí)時運(yùn)動模型和虛擬人物形象并生成三維運(yùn)動虛擬人物；

其中，虛擬人物生成模塊403進(jìn)一步包括：

第一檢測單元4031，用于檢測是否有虛擬人物形象設(shè)置命令輸入；

其中，虛擬人物形象設(shè)置命令包括性別、身高、體重、國籍、膚色等，上述設(shè)置命令可以通過語音、手勢或按鍵等方式選擇輸入。

虛擬人物生成單元4032，用于在檢測到有虛擬人物形象設(shè)置命令輸入時，根據(jù)虛擬人物形象設(shè)置命令生成虛擬人物形象，并整合實(shí)時運(yùn)動模型和虛擬人物形象生成三維運(yùn)動虛擬人物。

具體地，虛擬人物形象是根據(jù)虛擬人物形象設(shè)置命令生成或者根據(jù)默認(rèn)設(shè)置生成的虛擬人物形象，虛擬人物生成模塊403將其與動作分析模塊402建立的實(shí)時運(yùn)動模型整合，并根據(jù)實(shí)時接收的肢體動作數(shù)據(jù)對實(shí)時運(yùn)動模型進(jìn)行修正、處理，從而生成三維運(yùn)動虛擬人物并可以實(shí)時反映用戶現(xiàn)實(shí)空間的動作。

混合現(xiàn)實(shí)疊加模塊404，用于整合三維運(yùn)動虛擬人物和肢體圖像數(shù)據(jù)并生成混合現(xiàn)實(shí)運(yùn)動圖像數(shù)據(jù)；

具體地，混合現(xiàn)實(shí)疊加模塊404采用綠幕/藍(lán)幕技術(shù)將同一時刻不同角度的肢體圖像數(shù)據(jù)中的用戶形象選取出來進(jìn)行處理以形成三維用戶形象，再將三維用戶形象與三維運(yùn)動虛擬人物整合，即調(diào)整三維運(yùn)動虛擬人物，使其與實(shí)時的三維用戶形象融合，生成混合現(xiàn)實(shí)運(yùn)動圖像數(shù)據(jù)。

虛擬環(huán)境構(gòu)建模塊405，用于構(gòu)建虛擬運(yùn)動環(huán)境，其中虛擬運(yùn)動環(huán)境至少包括虛擬背景環(huán)境；

其中，虛擬環(huán)境構(gòu)建模塊405進(jìn)一步包括：

第二檢測單元4051，用于檢測是否有虛擬背景環(huán)境設(shè)置命令和/或虛擬運(yùn)動模式設(shè)置命令輸入；

具體地，第二檢測單元4051檢測是否有通過語音、手勢或者按鍵等形式輸入的虛擬背景環(huán)境設(shè)置命令和/或虛擬運(yùn)動模式設(shè)置命令。其中，虛擬背景環(huán)境可以是森林、草原、冰川或者舞臺等等各種背景，虛擬運(yùn)動模式可以是跳舞、跑步或者籃球等等各種模式，此處不做具體限定。

構(gòu)建單元4052，用于在檢測到有虛擬背景環(huán)境設(shè)置命令和/或虛擬運(yùn)動模式設(shè)置命令輸入時，根據(jù)虛擬背景環(huán)境設(shè)置命令和/或虛擬運(yùn)動模式設(shè)置命令構(gòu)建虛擬運(yùn)動環(huán)境。

具體地，當(dāng)?shù)诙z測單元4051檢測到有虛擬背景環(huán)境設(shè)置命令和/或虛擬運(yùn)動模式設(shè)置命令輸入時，構(gòu)建單元4052通過本地數(shù)據(jù)庫或者聯(lián)網(wǎng)下載用戶選擇的虛擬背景環(huán)境和/或虛擬運(yùn)動模式數(shù)據(jù)(如舞蹈音頻等)，將虛擬運(yùn)動背景切換為用戶選擇的虛擬運(yùn)動背景，并播放相關(guān)音頻，生成虛擬運(yùn)動環(huán)境；若第二檢測單元4051沒有檢測到有虛擬背景環(huán)境設(shè)置命令和/或虛擬運(yùn)動模式設(shè)置命令輸入時，則以默認(rèn)的虛擬背景環(huán)境和/或虛擬運(yùn)動模式(如舞臺和/或舞蹈)生成虛擬運(yùn)動環(huán)境。

虛擬場景集成模塊406，用于整合混合現(xiàn)實(shí)運(yùn)動圖像數(shù)據(jù)和虛擬運(yùn)動環(huán)境，生成虛擬運(yùn)動場景；

具體地，虛擬場景集成模塊406將混合現(xiàn)實(shí)疊加模塊404生成的混合現(xiàn)實(shí)運(yùn)動圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行邊緣處理，使其與虛擬環(huán)境構(gòu)建模塊405生成的虛擬運(yùn)動環(huán)境融合，最終生成虛擬運(yùn)動場景。

虛擬場景輸出模塊407，用于輸出虛擬運(yùn)動場景。

具體地，虛擬場景輸出模塊407將虛擬運(yùn)動場景的視頻數(shù)據(jù)輸出到顯示屏以進(jìn)行顯示，將虛擬運(yùn)動場景的音頻數(shù)據(jù)輸出到揚(yáng)聲器或耳機(jī)等以進(jìn)行播放，將虛擬運(yùn)動場景的觸覺數(shù)據(jù)輸出到觸覺傳感器以進(jìn)行觸覺反饋。

上述實(shí)施方式中，頭戴式智能設(shè)備將虛擬運(yùn)動人物與肢體圖像數(shù)據(jù)整合生成混合現(xiàn)實(shí)運(yùn)動圖像數(shù)據(jù)，從而使現(xiàn)實(shí)人物的運(yùn)動圖像實(shí)時反映到虛擬運(yùn)動人物，提高現(xiàn)實(shí)人物的還原度，而且通過構(gòu)建的虛擬運(yùn)動環(huán)境，可以營造一個優(yōu)美的運(yùn)動環(huán)境，提供更真實(shí)的沉浸感。

在其他實(shí)施方式中，頭戴式智能設(shè)備還可以增加共享功能，將虛擬運(yùn)動場景與好友共享，增加互動，提高運(yùn)動的樂趣。

具體參閱圖5，圖5是本發(fā)明頭戴式智能設(shè)備第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5與圖4結(jié)構(gòu)類似，此處不再贅述，不同之處在于本發(fā)明頭戴式智能設(shè)備50進(jìn)一步包括共享模塊508，共享模塊508與虛擬場景輸出模塊507連接。

其中，共享模塊508包括第三檢測單元5081和共享單元5082；

第三檢測單元5081用于檢測是否有共享命令輸入；

共享單元5082用于在檢測到有共享命令輸入時，向共享命令對應(yīng)的好友或社交平臺發(fā)送所述虛擬運(yùn)動場景以實(shí)現(xiàn)共享。

其中，共享命令可以通過語音、手勢或按鍵等方式輸入，共享命令包括共享內(nèi)容及共享對象，共享內(nèi)容包括當(dāng)前的虛擬運(yùn)動場景和保存的歷史虛擬運(yùn)動場景(視頻和/或圖像)，共享對象包括好友和各社交平臺。

具體地，當(dāng)?shù)谌龣z測單元5081檢測到有共享命令輸入時，若共享命令的共享對象是社交平臺，共享單元5082則將共享內(nèi)容向?qū)?yīng)的社交平臺發(fā)送對應(yīng)的共享內(nèi)容；若共享命令的共享對象是好友，則查找預(yù)先保存的好友列表，若查找到共享對象，共享單元5082則向該共享對象發(fā)送對應(yīng)的共享內(nèi)容，若共享對象在保存的好友列表中查找不到，則不向該共享對象發(fā)送虛擬運(yùn)動場景并輸出提示信息。

例如，用戶通過按鍵輸入下述共享命令“共享視頻B給好友A和微信朋友圈”，第三檢測單元5081檢測到有上述共享命令輸入，共享單元5082將視頻B共享到微信朋友圈中，并在預(yù)先保存的好友列表中查找好友A，查找到好友A，則向好友A發(fā)送視頻B。

在其他實(shí)施方式中，頭戴式智能設(shè)備還可以增加虛擬教練指導(dǎo)功能，增加人機(jī)互動，增強(qiáng)運(yùn)動的科學(xué)性和趣味性。

具體參閱圖6，圖6是本發(fā)明頭戴式智能設(shè)備第三實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6與圖4結(jié)構(gòu)類似，此處不再贅述，不同之處在于本發(fā)明頭戴式智能設(shè)備60進(jìn)一步包括虛擬教練指導(dǎo)模塊608，虛擬教練指導(dǎo)模塊608與數(shù)據(jù)接收模塊601連接。

其中，虛擬教練指導(dǎo)模塊608包括：動作判斷單元6081、提示單元6082和反饋單元6083，提示單元6082與動作判斷單元6081連接，動作判斷單元6081和反饋單元6083分別與數(shù)據(jù)接收模塊601連接。

動作判斷單元6081用于將肢體動作數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)動作數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，判斷肢體動作數(shù)據(jù)是否規(guī)范；

其中，標(biāo)準(zhǔn)動作數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫或?qū)＜蚁到y(tǒng)中預(yù)先保存或者通過聯(lián)網(wǎng)下載的數(shù)據(jù)，包括動作的軌跡、角度、力度等。

具體地，動作判斷單元6081將數(shù)據(jù)接收模塊601接收到的肢體動作數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)動作數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析時，可以設(shè)置相應(yīng)的閾值，當(dāng)肢體動作數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)動作數(shù)據(jù)之間的差距超出預(yù)先設(shè)定的閾值時，則判斷肢體動作數(shù)據(jù)不規(guī)范，否則判斷肢體動作數(shù)據(jù)規(guī)范。當(dāng)然，比較分析過程中也可以采用其他方法判斷肢體動作數(shù)據(jù)是否規(guī)范，此處不做具體限定。

提示單元6082，用于在肢體動作數(shù)據(jù)不規(guī)范時，發(fā)送糾正信息進(jìn)行提醒；

具體地，當(dāng)肢體動作數(shù)據(jù)不規(guī)范時，提示單元6082可以通過語音、視頻、圖像或文字其中一種或者多種結(jié)合的方式發(fā)送糾正信息進(jìn)行提醒。

反饋單元6083，用于根據(jù)肢體動作數(shù)據(jù)計算運(yùn)動強(qiáng)度，并根據(jù)運(yùn)動強(qiáng)度發(fā)送反饋和建議信息。

具體地，反饋單元6083根據(jù)接收到的肢體動作數(shù)據(jù)結(jié)合運(yùn)動時長計算得到運(yùn)動強(qiáng)度，并在運(yùn)動過程中發(fā)送建議增加運(yùn)動時間或者降低運(yùn)動強(qiáng)度的信息，或者在運(yùn)動結(jié)束后發(fā)送提示補(bǔ)水或者食物推薦等信息，以便用戶了解自身的運(yùn)動狀況，更加科學(xué)健康的運(yùn)動。

請參閱圖7，圖7是本發(fā)明頭戴式智能設(shè)備第四實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示，本發(fā)明頭戴式智能設(shè)備70包括：處理器701、通信電路702、存儲器703、顯示器704、揚(yáng)聲器705，上述部件通過總線相互連接。

其中，通信電路702用于接收肢體動作數(shù)據(jù)和肢體圖像數(shù)據(jù)；

存儲器703用于存儲處理器701所需的數(shù)據(jù)；

處理器701用于對通信電路702接收到的肢體動作數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立實(shí)時運(yùn)動模型，整合實(shí)時運(yùn)動模型和虛擬人物形象，生成三維運(yùn)動虛擬人物，再將三維運(yùn)動虛擬人物和肢體圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，生成混合現(xiàn)實(shí)運(yùn)動圖像數(shù)據(jù)，并構(gòu)建虛擬運(yùn)動環(huán)境，然后將混合現(xiàn)實(shí)運(yùn)動圖像數(shù)據(jù)和虛擬運(yùn)動環(huán)境進(jìn)行整合，生成虛擬運(yùn)動場景，最后將生成的虛擬運(yùn)動場景輸出；處理器701將虛擬運(yùn)動場景的視頻數(shù)據(jù)輸出至顯示器704進(jìn)行顯示，將虛擬運(yùn)動場景的音頻數(shù)據(jù)輸出至揚(yáng)聲器705進(jìn)行播放。

其中，虛擬運(yùn)動環(huán)境至少包括虛擬背景環(huán)境，可以根據(jù)用戶輸入的命令營造一個優(yōu)美的運(yùn)動環(huán)境。

處理器701進(jìn)一步用于檢測是否有共享命令輸入，并在檢測到有共享命令輸入時，通過通信電路702向共享命令對應(yīng)的好友或社交平臺發(fā)送虛擬運(yùn)動場景以實(shí)現(xiàn)共享。

此外，處理器701還可用于將肢體動作數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)動作數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，判斷肢體動作數(shù)據(jù)是否規(guī)范，并在肢體動作數(shù)據(jù)不規(guī)范時，通過顯示器704和/或揚(yáng)聲器705發(fā)送糾正信息進(jìn)行提醒，還可以根據(jù)肢體動作數(shù)據(jù)計算運(yùn)動強(qiáng)度，并根據(jù)運(yùn)動強(qiáng)度通過顯示器704和/或揚(yáng)聲器705發(fā)送反饋和建議信息。

上述實(shí)施方式中，頭戴式智能設(shè)備將虛擬運(yùn)動人物與肢體圖像數(shù)據(jù)整合生成混合現(xiàn)實(shí)運(yùn)動圖像數(shù)據(jù)，從而使現(xiàn)實(shí)人物的運(yùn)動圖像實(shí)時反映到虛擬運(yùn)動人物，提高現(xiàn)實(shí)人物的還原度，并通過構(gòu)建的虛擬運(yùn)動環(huán)境，營造一個優(yōu)美的運(yùn)動環(huán)境，提供更真實(shí)的沉浸感，還增加共享功能，將虛擬運(yùn)動場景與好友共享，增加互動，提高運(yùn)動的樂趣，而且增加虛擬教練指導(dǎo)功能，增加人機(jī)互動，增強(qiáng)運(yùn)動的科學(xué)性和趣味性。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。