一种基于图像识别的AR游戏互动方法与流程

一种基于图像识别的ar游戏互动方法
技术领域
1.本发明涉及互动游戏技术领域，特别是一种基于图像识别的ar游戏互动方法。


背景技术：

2.智能互联网设备(例如手机或ipad)由于具有功能完善的摄像头、陀螺仪等传感器，因此使基于智能设备的ar互动游戏更加普遍。在基于智能互联网设备的ar儿童游戏领域中，儿童和智能互联网设备进行ar互动游戏(例如ar枪，ar弓等游戏等)，极大增加了玩具的可玩性。
3.现有的基于智能互联网设备的ar游戏中，由于技术限制，ar枪等需要内置蓝牙芯片并通过蓝牙和智能互联网设备进行连接后、进而实现互动。比如说枪械游戏当中，玩家当扣动扳机时，ar枪触发给蓝牙芯片发送指令，并经蓝牙芯片通知智能互联网设备内的游戏应用界面进行相应的开火操作。由于需要内置蓝牙芯片，ar玩具的成本较高，另外基于蓝牙编程的复杂性和不可靠性，导致开发ar玩具复杂并体验较差。基于上述，提供一种不使用蓝牙能实现ar玩具和智能互联网设备实现信息交互的方法显得尤为必要。


技术实现要素：

4.为了克服现有基于智能互联网设备的ar游戏由于技术所限，需要蓝牙芯片实现智能互联网设备和ar玩具(比如ar枪)信息交互的弊端，本发明提供了基于ar人工智能识别技术，在ar枪的前侧端上部布置有图像识别框，游戏中，当ar玩具产生物理操作时(例如扣动扳机)，扳机通过连杆或连接细软钢索分别拉动识别框前端的两只活动板，进而对识别框内的图案进行变换，智能互联网设备通过摄像头识别到了图像识别框图像发生变化后，在其内部相应软件单元作用下，能控制游戏界面相应产生开枪或者发射火箭弹及投掷手雷等动作，由此实现不使用蓝牙芯片作为信息传递的载体，节省了整体成本，并提升了玩家体验的一种基于图像识别的ar游戏互动方法。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.一种基于图像识别的ar游戏互动方法，其特征在于采用ar枪、图像识别框、智能互联网设备作为游戏互动的硬件设备，还具有数据采集单元、数据识别单元、数据处理单元、控制单元、识别单元、触发单元；所述数据采集单元、数据识别单元、数据处理单元、控制单元、识别单元、触发单元是安装在智能互联网设备内的应用软件；所述图像识别框包括固定板、遮挡板，在固定板的前侧端左中部印制有一个红色矩形标记框，在固定板右中部的由上至下分别印制有一个红色五边形及三角形标记框；所述遮挡板有两只、遮挡板横向长度小于固定板横向长度，两只遮挡板的右侧端中部各和一只弹簧的一端连接在一起，两只弹簧另一端分别安装在固定板的右中部上下两端，两只遮挡板左端各有一根拉索，两只遮挡板的右端中部合印制有另一个红色矩形标记框；所述ar枪的前侧端及枪把上端各横向具有一个卡槽，图像识别框横向固定卡在ar枪前端卡槽内，智能设备横向固定卡在ar枪把上端卡槽内，两根拉索另一端分别和ar枪的两个扳机连接；所述数据采集单元应用中能采集智能
设备后置摄像头采集的图像识别框前端红色矩形、五边形及三角形标记框数据；所述数据识别单元应用中能开启智能设备的摄像头工作，然后数据采集单元采集相应数据并输出到数据识别单元，数据识别单元将摄像头捕获的图像从rgb色彩空间转化为hsv色彩空间用来进行颜色判断，处理后数据输出到数据处理单元；所述数据处理单元应用中，对红色图像进行图像学变换，并输出数据到控制单元；所述控制单元应用中，主要功能是定位图像识别框；所述识别单元应用中，控制单元定位图像识别框后，识别单元图像识别进程仅选取包括图像识别框范围内的图像进行识别，从而降低计算量；所述触发单元应用中，按照每秒钟30帧的速度获取数据采集单元中获得的图像识别框范围内图片，采取rgb转换为hsv，再进行相同的图形学操作后，得到中间指示框内图案的顶点数，如果连续两帧都是相同的结果，即为3个顶点三角形时对应控制游戏界面常规操作开火，当为5个顶点五边形时对对应控制游戏界面火箭发射及手雷投掷。
7.进一步地，所述ar枪两个扳机分别扣动时，两只遮挡板能分别向左运动不再遮挡五边形及三角形标记框，没有扣动扳机时，两只遮挡板分别在弹簧弹性作用力下向右运动将五边形及三角形标记框遮挡住。
8.进一步地，所述数据识别单元实际应用中，在hsv色彩空间中取h分量的红色值范围[350
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359][0
‑
10]对图像进行过滤即可得到仅包括红色的图像。
[0009]
进一步对，所述数据处理单元实际应用中，首先进行腐蚀操作去除红色噪声，再进行边缘轮廓提取，然后进行包络线拟合，最后根据包络线判断顶点个数。
[0010]
进一步地，所述控制单元遍历所有定点数为4的矩形框，寻找连续2个矩形标记框在水平方向上的间距小于一定值时，即可认为找到了图像识别框。
[0011]
进一步地，所述触发单元应用中，按照每秒钟30帧的速度获取数据采集单元中获得的图像识别框范围内图片，直到图像范围内不再能检测到图像识别框时，重新启动第一步操作，如此循环，直到玩家停止游戏，算法退出。
[0012]
本发明有益效果是：本发明基于ar人工智能识别技术，游戏时，将智能互联网设备(比如手机)及图像识别框安装好后，就可进行互动游戏。本发明游戏中，在数据采集单元、数据识别单元、数据处理单元、控制单元、识别单元、触发单元等共同作用下，游戏中，当ar玩具产生物理操作时(例如扣动扳机)，扳机通过连杆或连接细软钢索分别拉动识别框前端的两只活动板，进而对识别框内的图案进行变换，智能互联网设备通过摄像头识别到了图像识别框图像发生变化后，在其内部相应软件单元作用下，能控制游戏界面相应产生开枪或者发射火箭弹及投掷手雷等动作，由此实现不使用蓝牙芯片作为信息传递的载体，节省了整体成本，并提升了玩家体验。基于上述，所以本发明具有好的应用前景。
附图说明
[0013]
以下结合附图和实施例将本发明做进一步说明。
[0014]
图1、2是本发明硬件设备外形结构示意图。
[0015]
图3是本发明软件架构框图。
具体实施方式
[0016]
图1、2、3中所示，一种基于图像识别的ar游戏互动方法，采用ar枪1、图像识别框2、
智能互联网设备3(手机)做为游戏互动的硬件设备，还具有数据采集单元、数据识别单元、数据处理单元、控制单元、识别单元、触发单元；所述数据采集单元、数据识别单元、数据处理单元、控制单元、识别单元、触发单元是安装在智能互联网设备内的应用软件；所述图像识别框包括固定板21、遮挡板22，在固定板21的前侧端左中部印制有一个红色矩形标记框23，在固定板21右中部的由上至下分别印制有一个红色五边形25及三角形26标记框；所述遮挡板22有两只、遮挡板22横向长度小于固定板21横向长度，两只遮挡板22的右侧端中部各和一只弹簧24的一端连接在一起，两只弹簧24另一端分别安装在固定板21的右中部上下两端，两只遮挡板22左端各有一根细钢绳拉索28，两只遮挡板22的右端前中部合印制有另一个红色矩形标记框27；所述ar枪1的前侧端及枪把上端各横向具有一个卡槽，图像识别框2横向固定卡在ar枪1前端卡槽内，智能设备3横向固定卡在ar枪1把上端卡槽内，两根细钢绳拉索另一端分别和ar枪的两个扳机101(ar枪两个扳机)连接。玩家游戏中，用手将ar枪两个扳机101分别扣动时，两只遮挡板22能分别向左运动不再遮挡五边形及三角形标记框，没有扣动扳机时，两只遮挡板22分别在弹簧弹24性作用力下向右运动将五边形25及三角形26标记框遮挡住。
[0017]
图1、2、3中所示，本发明使用前，将智能互联网设备3(比如手机)及图像识别框2安装好后，就可进行互动游戏。具体应用步骤如下。步骤一：数据采集单元采集智能设备后置摄像头采集的图像识别框前端红色矩形、五边形及三角形标记框数据。步骤二：数据识别单元应用中开启智能设备的摄像头工作，然后数据采集单元采集相应数据并输出到数据识别单元，数据识别单元将摄像头捕获的图像从rgb色彩空间转化为hsv色彩空间用来进行颜色判断，处理后数据输出到数据处理单元；数据识别单元实际应用中，在hsv色彩空间中取h分量的红色值范围[350
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359][0
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10]对图像进行过滤即可得到仅包括红色的图像。步骤三：数据处理单元对红色图像进行图像学变换，并输出数据到控制单元；数据处理单元实际应用中，首先进行腐蚀操作去除红色噪声，再进行边缘轮廓提取，然后进行包络线拟合，最后根据包络线判断顶点个数。步骤四：控制单元定位图像识别框；实际应用中，控制单元遍历所有定点数为4的矩形框，寻找连续2个矩形标记框23及27(任一一半)在水平方向上的间距小于一定值时，即可认为找到了图像识别框。步骤五：控制单元定位图像识别框后，识别单元图像识别进程仅选取包括图像识别框范围内的图像进行识别，从而降低计算量。步骤六：触发单元按照每秒钟30帧的速度获取数据采集单元中获得的图像识别框范围内图片，采取rgb转换为hsv，再进行相同的图形学操作后，得到中间指示框内图案的顶点数，如果连续两帧都是相同的结果，即为3个顶点(三角形)时、对应控制游戏界面常规操作开火，当为5个顶点(五边形)时、对应控制游戏界面火箭发射及投掷手雷；触发单元实际应用中，按照每秒钟30帧的速度获取数据采集单元中获得的图像识别框范围内图片，直到图像范围内不再能检测到图像识别框时，重新启动第一步操作，如此循环，直到玩家停止游戏，算法退出。
[0018]
图1、2、3所示，本发明基于ar人工智能识别技术，游戏时，将智能互联网设备(比如手机)及图像识别框安装好后，就可进行互动游戏。本发明游戏中，在数据采集单元、数据识别单元、数据处理单元、控制单元、识别单元、触发单元等共同作用下，游戏中，当ar玩具产生物理操作时(例如扣动扳机)，扳机通过连杆或连接细软钢索分别拉动识别框前端的两只活动板，进而对识别框内的图案进行变换，智能互联网设备通过摄像头识别到了图像识别框图像发生变化后，在其内部相应软件单元作用下，能控制游戏界面相应产生开枪或者发
射火箭弹及投掷手雷等动作，由此实现了不使用蓝牙芯片作为信息传递的载体，节省了整体成本，并提升了玩家体验。
[0019]
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0020]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。