一种基于可穿戴设备的体感游戏控制系统及方法

本发明涉及体感交互，具体涉及一种基于可穿戴设备的体感游戏控制系统及方法。

背景技术：

1、伴随老龄化的过程，老年人的生理和心理都发生了改变，这些与年龄相关的变化表现为感觉和知觉的变化、认知能力的变化以及对于运动控制能力的变化，随着年龄的增长，老年人的肌肉开始萎缩，导致力量和体力开始衰退，其结果是老年人运动控制能力的减弱、更长的反应时间和总体运动时间。相比于年轻人，老年人执行运动通常较为缓慢，并且不太精确。老年人在运动控制方面的变化包括运动速度的减慢、运动部位的差异、运动变化的增加、力量控制的减弱和协调性的困难。

2、以往的电子游戏的交互方式较为常见的是鼠标、键盘或其他控制器，而这些交互设备对于轨迹控制、终点控制、力量调节和运动部位的协调否具有一定的要求，但所有这些能力都表现出了与年龄相关的衰退，这表明对老年人来说，使用传统的控制器与设备进行交互会变得较为困难，尤其是对于游戏交互。

3、护理机构常常面临着鼓励老年居民参与各种休闲活动的挑战，但由于老年人衰退的认知和运动能力，很少有活动是老年人能够安全参与的，并且很难激发老年人保持认知和体力活动的兴趣。老年人往往面临着与技术互动的特殊困难，与老龄化相关的认知和身体衰退对老年人和科技产品之间的交互有着深远的影响。年轻一代接受技术较快，而老一代则显得较为“挣扎”，两代人之间存在着“数字鸿沟”，这种鸿沟往往建立在技术基础之上，而现有技术并不适用于老年用户群体的特定需求和能力。

4、体感游戏是一种将肢体动作变化通过传感器传给游戏设备来进行操作的新型电子游戏，一般用户可通过体感游戏机实现体感游戏，例如，日本任天堂公司的wii、微软的kinect、索尼的playstation move等可通过内置摄像装置识别人体动作，进而控制体感游戏的进程。体感游戏属于全身人机交互系统，目前的体感设备靠捕捉人体的动作姿态进行信息的输入，但是，其仅仅是对人体动作的单向信息捕捉，却缺乏相应的信息输出反馈，这样会导致用户在实际游戏体验中不具有足够的沉浸感，尤其对于技术接受水平不高的中老年群体来说，输出信息与输入信息体验的不连贯，缺少触觉反馈等因素会影响其对于体感游戏设备的接受度与在虚拟游戏环境中的沉浸式体验。

技术实现思路

1、为此，本发明提出一种基于可穿戴设备的体感游戏控制系统及方法，以力图解决或者至少缓解上面存在的至少一个问题。

2、根据本发明的一方面，提供一种基于可穿戴设备的体感游戏控制系统，该系统包括震动信号反馈模块、动作捕捉模块、主控模块和显示模块；其中，

3、所述震动信号反馈模块佩戴在使用者身体上，用于根据主控模块发送的震动指令输出震动信号；

4、所述动作捕捉模块放置于显示模块之上，用于采集并识别使用者动作，并将动作识别结果发送至主控模块，所述动作识别结果包括捕捉到可移动元素和未捕捉到可移动元素；

5、所述主控模块用于发送震动指令至所述震动信号反馈模块，并当动作识别结果为捕捉到可移动元素时计数，并在计时结束后统计计数；

6、所述显示模块用于显示体感游戏界面和交互界面。

7、在其中一种可能的实现方式中，所述震动信号反馈模块包括左腕带震动子模块和右腕带震动子模块，每个子模块的结构包括：腕带本体、多个微型震动马达和信号处理单元；其中，腕带本体用于搭载和固定多个微型震动马达和信号处理单元，腕带本体穿戴于使用者手腕部；多个微型震动马达用于将震动信号以触觉信息反馈给使用者；信号处理单元用于接收主控模块发送的震动指令，并将震动触觉信息反馈至对应的微型震动马达。

8、在其中一种可能的实现方式中，所述左腕带震动子模块和所述右腕带震动子模块中分别固定有三个微型震动马达，以对应提示体感游戏中可移动元素的出现方位，方位包括正左、左上、左下、正右、右上、右下六个方位。

9、在其中一种可能的实现方式中，所述左腕带震动子模块和所述右腕带震动子模块中还包括无限充电线圈，所述无限充电线圈用于给所述震动信号反馈模块充电。

10、在其中一种可能的实现方式中，所述动作识别结果还包括游戏模式选择和游戏开始动作。

11、在其中一种可能的实现方式中，所述游戏模式包括同步型、变化型和异步型；当所述动作识别结果为游戏模式选择且选择为同步型时，所述主控模块发送第一震动指令至所述震动信号反馈模块，所述第一震动指令为预设的游戏中可移动元素的出现方位、时间，以及震动信号持续时间；当所述动作识别结果为游戏模式选择且选择为变化型时，所述主控模块发送第二震动指令至所述震动信号反馈模块，所述第二震动指令为预设的游戏中可移动元素的出现方位、时间，震动信号持续时间，以及根据游戏中可移动元素与人体的距离设置的微型震动马达的震动幅度或频率；当所述动作识别结果为游戏模式选择且选择为异步型时，所述主控模块发送第三震动指令至所述震动信号反馈模块，所述第三震动指令为当游戏中可移动元素与人体的距离为零时可移动元素的出现方位以及震动信号持续时间。

12、根据本发明的另一方面，提供一种基于可穿戴设备的体感游戏控制方法，该方法包括以下步骤：

13、采集并识别使用者动作，根据动作识别结果获取选择的游戏模式和游戏开始动作；

14、根据选择的游戏模式发送相应震动指令至佩戴在使用者身体上的震动信号反馈模块；

15、所述震动信号反馈模块根据所述震动指令输出震动信号；

16、采集并识别使用者动作，根据动作识别结果判断是否捕捉到可移动元素；

17、当判断捕捉到可移动元素时增加计数，并在计时结束后统计计数，显示计数结果。

18、在其中一种可能的实现方式中，所述游戏模式包括同步型、变化型和异步型；当所述动作识别结果为游戏模式选择且选择为同步型时，所述震动信号反馈模块接收第一震动指令，所述第一震动指令为预设的游戏中可移动元素的出现方位、时间，以及震动信号持续时间；当所述动作识别结果为游戏模式选择且选择为变化型时，所述震动信号反馈模块接收第二震动指令，所述第二震动指令为预设的游戏中可移动元素的出现方位、时间，震动信号持续时间，以及根据游戏中可移动元素与人体的距离设置的微型震动马达的震动幅度或频率；当所述动作识别结果为游戏模式选择且选择为异步型时，所述震动信号反馈模块接收第三震动指令，所述第三震动指令为当游戏中可移动元素与人体的距离为零时可移动元素的出现方位以及震动信号持续时间。

19、在其中一种可能的实现方式中，所述震动信号反馈模块包括佩戴在使用者左手腕的左腕带震动子模块和佩戴在使用者右手腕的右腕带震动子模块，每个子模块中分别固定有三个微型震动马达，以对应提示体感游戏中可移动元素的出现方位，方位包括正左、左上、左下、正右、右上、右下六个方位。

20、根据本发明的又一方面，提供一种电子设备，包括：存储器；处理器；计算机程序；其中，所述计算机程序存储在所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行以实现如上所述的体感游戏控制方法。

21、本发明的有益技术效果是：

22、本发明提供一种基于可穿戴设备的体感游戏控制系统及方法，通过动作捕捉传感器捕捉人体的动作姿态进行动作信息的输入，与大屏显示的游戏程序元素进行交互；针对中老年体感游戏中反应不够灵敏，输出信息与输入信息体验的不连贯等问题，在交互过程中通过腕部穿戴硬件及预设的三类震动反馈条件，可输出由弱到强的触觉反馈信息，使得中老年使用者更容易接受该类体感游戏，且给使用者带来临场感更强的交互体验。