一种新型游戏装置与控制方法与流程

本发明涉及一种新型游戏装置与控制方法，特别是涉及一种采集人体姿态的新型游戏装置与控制方法。

背景技术：

随着科学技术的发展，电子游戏得到了广泛的普及，而游戏的展示方式经历传统的老式电视、等离子电视、液晶电视及vr等增强现实技术，游戏内容的真实质感逐步提升，但仍停留在游戏者与游戏机之间的简单交互状态。

在游戏过程中，游戏机多需要通过手柄等终端采集游戏者的控制命令，导致游戏者仅能通过对终端的控制实现游戏的参与。同时，游戏过程多采用虚拟的图像进行展示，由于缺乏真实物体的参与，游戏过程仍无法达到较高的真实感。

技术实现要素：

本发明提供了一种新型游戏装置与控制方法，以建立可根据使用者的人体动作进行控制的游戏装置，使用户可获得独特的游戏体验。

本发明公开一种新型游戏装置，包括智能交互系统，所述智能交互系统包括：游戏端、游戏机器人；

所述游戏端包括：

人体动作捕捉装置，所述人体动作捕捉装置用于采集使用者的人体动作信息；

控制装置，所述控制装置用于根据人体动作信息生成控制指令；

所述游戏机器人用于采集控制指令，并按照控制指令执行命令。

进一步地，所述游戏端还包括环境信息采集装置、投影装置；

所述环境信息采集装置用于采集真实环境信息，所述控制装置根据真实环境信息生成与真实环境信息匹配的影像信息；

所述投影装置用于向真实环境投射影像信息，使影像信息与真实环境信息相匹配。

更进一步地，所述控制装置用于根据真实环境信息生成与真实环境信息匹配的影像信息包括：

根据真实环境信息，构建虚拟影像，获得虚拟影像参数；

对虚拟影像参数进行校正，形成用于投影的影像信息。

更进一步地，所述环境信息采集装置还用于采集游戏机器人的空间信息，所述空间信息至少包括游戏机器人的位置信息、角度信息、动作信息中的一种或多种；

所述控制装置将游戏机器人的空间信息与影像信息拟合，形成与游戏机器人交互的虚拟交互影像，获得虚拟交互影像参数；所述控制装置对虚拟交互影像参数进行校正，形成用于投影的交互影像信息；

所述投影装置向真实环境投射交互影像信息。

更进一步地，所述投影装置包括n多个投影单元，所述控制装置用于根据真实环境信息生成与真实环境信息匹配的影像信息包括：

根据真实环境信息，构建虚拟影像，所述虚拟影像包括n多个虚拟子影像，获得虚拟子影像参数；所述虚拟子影像与所述投影单元一一对应，所述虚拟子影像之间部分或全部重合；

根据虚拟子影像所对应投影单元的位置，对虚拟子影像参数进行校正，形成用于投影单元投影的子影像信息。

进一步地，所述游戏机器人可选为agv小车、仿生机器人中的一种或多种。

本发明还公开一种上述新型游戏装置的控制方法，包括人体动作捕捉采集过程，所述人体动作捕捉采集过程包括：

定位使用者位置；

采集使用者身形；

根据使用者身形，进行简化，获得n多个骨骼点；

采集骨骼点的位置变化信息，获得人体动作信息。

进一步地，所述根据使用者身形，进行简化，获得n多个骨骼点包括：

根据使用者身形信息构建3d人体模型；

对3d人体模型进行简化，获得由n多个骨骼点组成的火柴人结构。

更进一步地，所述采集骨骼点的位置变化信息，获得人体动作信息包括；

采集各个骨骼点的第一空间位置，并计为第一时刻；

采集各个骨骼点的第二空间位置，并计为第二时刻；

根据第一时刻、第二时刻确定时间间隔，确定同一骨骼点的位置变化信息，模拟火柴人结构从第一时刻、第二时刻的运动信息，获得人体动作信息。

进一步地，所述控制方法包括游戏运行过程，所述游戏运行过程包括：

控制装置输出游戏信息；

人体动作捕捉装置采集使用者的人体动作信息；

控制装置根据人体动作信息获得控制指令，并发送给游戏机器人执行；

控制装置采集游戏机器人执行过程中的空间信息，并将空间信息与游戏信息拟合，获得交互游戏信息。

本发明相对于现有技术，通过人体动作捕捉装置实现对人体动作的捕捉，进而实现使用者通过人体动作对游戏进行控制的效果。同时本发明通过采用游戏机器人，利用游戏机器人执行使用者命令，提高游戏的真实感，实现沉浸式体验效果。

附图说明

图1为本发明实施例框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或端没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或端固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本发明实施例提供了一种新型游戏装置，包括智能交互系统，所述智能交互系统如图1所示，包括：游戏端、游戏机器人；

所述游戏端包括：

人体动作捕捉装置，所述人体动作捕捉装置用于采集使用者的人体动作信息；

其中，人体动作捕捉装置包括3d相机，3d相机可采用tof镜头、kinect传感器等，用于捕捉人体动作信息如人体位置、人体动作等；

控制装置，所述控制装置用于根据人体动作信息生成控制指令；

其中，控制装置内设有控制指令库，控制指令库内包括若干个控制指令及对应的人体动作信息；控制装置通过采集人体动作信息，生成对应的控制指令；

所述游戏机器人用于采集控制指令，并按照控制指令执行命令。

其中，游戏机器人采集控制指令，并按照控制指令运行，达到执行命令的效果，且游戏机器人具有移动模块，用于改变游戏机器人位置，游戏机器人至少包括一个机械臂，用于执行使用者的拾取命令。。

本发明实施例通过人体动作捕捉装置实现对人体动作的捕捉，进而实现使用者通过人体动作对游戏进行控制的效果。同时本发明通过采用游戏机器人，利用游戏机器人执行使用者命令，提高游戏的真实感，实现沉浸式体验效果。

可选的，所述游戏端还包括环境信息采集装置、投影装置；

所述环境信息采集装置用于采集真实环境信息，所述控制装置根据真实环境信息生成与真实环境信息匹配的影像信息；

其中，本发明实施例中真实环境信息包括智能交互系统所在区域的空间环境信息，即3d空间结构，本发明实施例的新型游戏装置可安装在室内，由环境信息采集装置采集室内空间大小、室内存在的物品尺寸及使用信息；控制装置采集环境信息采集装置所采集信息，并建立室内的虚拟3d模型；控制装置还包括影像信息模型库，影像信息模型库内存储若干种主题影像包，主题影像包内包括背景影像主单元、背景影像子单元；背景影像主单元用于根据室内空间提供主题背景，背景影像子单元用于提供与室内物品尺寸相匹配的影像背景；在控制装置运行过程中，控制装置采集背景影像主单元中的主题背景，并与室内空间尺寸拟合，使拟合后的主题背景与室内空间尺寸相匹配；控制装置进一步采集背景影像子单元中的影像背景，并分别与室内物品拟合，使拟合后的影像背景与室内物品相匹配；控制装置根据拟合后的影像背景建立与真实环境信息匹配的影像信息；

所述投影装置用于向真实环境投射影像信息，使影像信息与真实环境信息相匹配；

其中，投影装置包括投影仪，投影仪将影像信息投影到真实环境表面；

所述游戏机器人用于采集控制指令，并按照控制指令执行命令。

本发明实施例通过游戏端的环境信息采集装置，实现对游戏系统所在真实外界环境的信息采集，并配合投影装置获得与真实外界环境相匹配的影像信息，使游戏影像场景可根据外界环境进行智能变化，达到个性化体验效果。

可选的，所述控制装置用于根据真实环境信息生成与真实环境信息匹配的影像信息包括：

根据真实环境信息，构建虚拟影像，获得虚拟影像参数；

其中，控制装置采集环境信息采集装置所采集信息，获得真实环境的3d信息，建立室内的虚拟3d地图模型；控制装置根据虚拟3d地图，从主题影像包中提取与虚拟3d地图相匹配的虚拟影像；

对虚拟影像参数进行校正，形成用于投影的影像信息。

其中，以真实环境中的某一角度设为投影面，采集投影仪与投影面的相对位置，将虚拟影像参数进行校正，

由于投影仪的特点，直接对虚拟图像投影会在真实环境中产生偏差，影响实际体验效果，本发明实施例使控制装置，对虚拟影像参数进行校正，以形成适于投影仪投影的图像，降低投影的影像与真实环境的偏差，提高视觉体验效果。

可选的，所述环境信息采集装置还用于采集游戏机器人的空间信息；

其中，环境信息采集装置采集游戏机器人的空间信息，所述空间信息至少包括游戏机器人水平位置信息、游戏机器人高度位置信息、游戏机器人动作信息中的一种；特别的，所述空间信息至少包括游戏机器人的位置信息、角度信息、动作信息中的一种或多种。游戏机器人高度位置信息确定游戏机器人在真实空间的具体位置及在空间中占用的尺寸，游戏机器人动作信息用于控制装置判断游戏机器人的运动轨迹，实现游戏机器人与影像信息的交互效果。

所述控制装置将游戏机器人的空间信息与影像信息拟合，形成与游戏机器人交互的虚拟交互影像，获得虚拟交互影像参数；所述控制装置对虚拟交互影像参数进行校正，形成用于投影的交互影像信息；

其中，控制装置采集游戏机器人的空间信息，并将游戏机器人拟合到影像信息中，形成虚拟交互影像，获得虚拟交互影像参数，通过校正，获得与游戏机器人交互的交互影像信息；

所述投影装置向真实环境投射交互影像信息。

本发明实施例的环境信息采集装置通过采集游戏机器人的空间信息，使控制装置可确定游戏机器人在虚拟3d地图中的具体位置及动作，实现游戏机器人与影像信息的拟合过程，达到游戏影像信息与机器人的交互效果。

特别的，所述投影装置包括n多个投影单元，所述控制装置用于根据真实环境信息生成与真实环境信息匹配的影像信息包括：

根据真实环境信息，构建虚拟影像，所述虚拟影像包括n多个虚拟子影像，获得虚拟子影像参数；所述虚拟子影像与所述投影单元一一对应，所述虚拟子影像之间部分或全部重合；

其中，n为自然数，在本发明实施例中，投影单元为投影仪；控制装置根据投影单元与真实环境的相对位置，将虚拟影像分为n多个虚拟子影像，使虚拟子影像与投影单元一一对应；

根据虚拟子影像所对应投影单元的位置，对虚拟子影像参数进行校正，形成用于投影单元投影的子影像信息。

其中，以真实环境中的某一角度的平面设为投影面，采集各个投影单元与投影面的相对位置，对虚拟子影像参数进行校正，形成适用于各个投影单元投影的子影像信息。

投影仪由于只能向单一方向投影，导致对3d结构的投影效果较差，缺乏真实性体验。本发明实施例通过采用n多个投影单元，配合控制装置，对真实场景实现叠合投影效果，实现多角度投影，提高投影的真实感。

可选的，所述游戏机器人可选为agv小车、仿生机器人中的一种或多种。

其中，游戏机器人可选为1个或1个以上，游戏机器人可采用agv小车、仿生机器人等具有移动功能的机器人，也可采用机械臂等无法移动但可实现多种动作的机械结构。在本发明实施例中，游戏机器人为具有机械臂的agv小车，在具有移动功能的同时，可利用机械臂执行多种动作，实现良好的互动效果。

特别的，所述环境信息采集装置还用于采集游戏机器人的空间信息包括：

采集游戏机器人的第一空间信息，并计为第一时刻；

其中，环境信息采集装置内设有计时单元，在采集游戏机器人的空间信息时控制计时单元开始计时，并将此时游戏机器人的空间信息设为第一空间信息；

采集游戏机器人的第二空间信息，并计为第二时刻；

其中，在采集游戏机器人在时间间隔后的空间信息，并将空间信息设为第二空间信息；

所述控制装置根据第一时刻、第二时刻确定时间间隔，所述控制装置根据第一空间信息、第二空间信息之间的时间间隔，确定游戏机器人的运行趋势参数，将运行趋势参数与影像信息拟合，形成针对游戏机器人运行趋势参数的虚拟交互影像，获得虚拟交互影像参数；所述控制装置对虚拟交互影像参数进行校正，形成用于投影的交互影像信息；

其中，控制装置根据第一空间信息、第二空间信息的变化趋势，配合第一时刻、第二时刻的时间差，获得游戏机器人的位置变化，从而确定游戏机器人的运行趋势参数，判断游戏机器人未来的空间信息，根据游戏机器人的未来的空间信息，与影像信息拟合，使控制装置可以根据游戏机器人的运行趋势进行智能响应，提高交互效果；

所述投影装置向真实环境投射交互影像信息。

其中，控制装置为提高对游戏机器人运行趋势的精确判断，可采集游戏机器人在多个时刻间隔下的空间信息变化情况，进行根据游戏机器人空间信息的变化情况判断机器人是处于加速、减速或停止状态。

本发明实施例通过利用环境信息采集装置采集游戏机器人在多个时刻的空间信息，确定游戏机器人的运动情况，进而判断游戏机器人的未来运行趋势，实现与游戏机器人的智能响应，提高游戏系统的交互效果。

特别的，所述智能交互系统还包括成长模块，所述成长模块用于采集使用者的指令、影像信息、空间信息及虚拟交互影像，以使用者的指令作为第一参数，以影像信息作为第二参数，以空间信息作为第三参数，以虚拟交互影像作为评价参数，建立第一参数、第二参数、第三参数与评价参数的响应关系；所述评价参数设有若干个目标参数，所述游戏机器人在收到使用者的指令、影像信息后，根据目标参数确定各个目标参数对应的空间信息，并择一执行。

其中，游戏机器人的空间信息包括游戏机器人的运行信息，成长模块以使用者的指令信息，配合控制装置提供的影像信息、游戏机器人的空间信息，与虚拟交互影像建立函数，形成响应关系，以虚拟交互影像作为游戏机器人的运行信息的评价，建立评分系统，对游戏机器人的不同运行信息进行评分，以获取游戏机器人的最佳运行信息，实现游戏机器人的智能养成。

本发明实施例通过采用成长模块，使游戏机器人可以在多次接收使用者指令运行后，可自行判断最佳的运行信息，使游戏机器人具有成长功能，实现智能养成。

本发明实施例新型游戏装置的控制方法，包括人体动作捕捉采集过程，所述人体动作捕捉采集过程包括：

定位使用者位置；

其中，由人体动作捕捉装置对使用者的具体位置进行确定，在游戏过程中可能会有他人经过使用者的身边，通过对使用者的具体定位，避免由于人体动作捕捉装置的捕捉对象变更而造成控制失误；

采集使用者身形；

其中，对使用者身形信息进行扫描，获得至少包括头部位置、躯干位置、四肢位置中的一种或多种信息；

根据使用者身形，进行简化，获得n多个骨骼点；

其中，将人体简化为由多个线段组成的结构，而骨骼点位于各个线段端点处；

采集骨骼点的位置变化信息，获得人体动作信息。

其中，根据各个骨骼点的变化信息，确定人体动作，获得人体动作信息。

本发明实施例通过人体动作捕捉采集过程，对使用者的位置、动作进行确认，提高了人体动作捕捉采集精度。

可选的，所述根据使用者身形，进行简化，获得n多个骨骼点包括：

根据使用者身形信息构建3d人体模型；

对3d人体模型进行简化，获得由n多个骨骼点组成的火柴人结构。

其中，简化过程为：去除人体轮廓，将关节简化为单一的骨骼点，将小臂、大臂等躯干简化为两个或两个以上骨骼点组成的线段结构，使人体简化为由多个骨骼点及线段组成的火柴人结构。

本发明实施例通过简化人体结构，避免了人体体型、衣物对人体动作捕捉过程的噪音影响，提高人体动作捕捉精度，降低人体捕捉难度。

特别的，所述采集骨骼点的位置变化信息，获得人体动作信息包括；

采集各个骨骼点的第一空间位置，并计为第一时刻；

其中，人体动作捕捉装置内设有计时单元，在采集人体骨骼点位置时控制计时单元开始计时，并将此时人体骨骼点的位置设为第一空间位置；

采集各个骨骼点的第二空间位置，并计为第二时刻；

其中，在采集人体骨骼点在时间间隔后的位置，并将人体骨骼点位置设为第二空间位置；

根据第一时刻、第二时刻确定时间间隔，确定同一骨骼点的位置变化信息，模拟火柴人结构从第一时刻、第二时刻的运动信息，获得人体动作信息。

本发明实施例通过对骨骼点位置变化可准确获得人体动作信息，方便使用者对游戏进行流畅控制。

可选的，所述控制方法包括游戏运行过程，所述游戏运行过程包括：

控制装置输出游戏信息；

其中，控制装置可向电视或投影仪等显示设备发送游戏信息，形成图像，给使用者观看；

人体动作捕捉装置采集使用者的人体动作信息；

其中，使用者观看图像后，执行控制动作，人体动作捕捉装置通过采集人体动作信息；

控制装置根据人体动作信息获得控制指令，并发送给游戏机器人执行；

其中，控制装置根据人体动作信息，转化为使用者的控制命令，并发送给游戏机器人执行命令；

控制装置采集游戏机器人执行过程中的空间信息，并将空间信息与游戏信息拟合，获得交互游戏信息；

其中，控制装置采集游戏机器人执行命令过程中的空间信息变化，通过将游戏机器人空间信息与游戏信息拟合，获得交互游戏信息(即控制装置根据游戏机器人的动作对游戏信息进行变化，实现互动效果)。

本发明实施例通过采集游戏机器人的空间信息，实现游戏机器人与游戏信息的互动过程，使控制装置所展现的游戏信息内容可根据游戏机器人而进行变化，通过与游戏机器人的交互，提高游戏真实感。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，技术人员阅读本申请说明书后依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本发明申请待批权利要求保护范围之内。