扩展现实弹丸发射游戏系统和方法与流程

本发明总体涉及一种弹丸发射游戏生态系统并且尤其涉及一种扩展现实弹丸发射游戏系统和方法。

背景技术：

1、室内或室外射击、爆破或小规模战斗运动，如彩弹丸发射、激光枪战、软弹气枪等，都是很受欢迎的游戏和爱好，其允许人们奔跑、锻炼和娱乐。其他射击运动，如狩猎、军事和警察训练，也涉及身体活动。水弹枪是流行射击装置和游戏中的一个示例。许多人还喜欢视频游戏并且尤其是包括枪支或射击的视频游戏(如第一人称射击视频游戏)。然而，玩视频游戏会让人久坐不动。需要一种方法来通过增加视频游戏和/或虚拟现实中的一些优势，如利用增强现实，而将物理弹丸发射或射击运动和训练(如上文讨论的军事训练)数字化。美国专利第7,796,155、9,355,583和9,573,064号的全部内容通过引用并入本文。

2、本专利申请中任何地方披露的背景说明包括可能有助于理解本发明的信息。这并不表示承认此处提供的任何信息是现有技术或与当前所要求保护的本发明相关，也不表示承认明确或隐含引用的任何出版物是现有技术。

技术实现思路

1、总体上，本发明包括使用增强现实技术将现实生活彩弹丸发射/水弹枪/战斗体验"视频游戏化"。本发明在优选实施例中包括允许玩家参与精确跟踪和管理的弹丸发射运动和游戏的无线互联的弹枪、目标、可穿戴装置和"战场"对象组成的系统，从而获得"户外视频游戏"的体验。该系统与诸如软弹气枪和彩弹发射等纯弹丸运动形成鲜明对比，纯弹丸运动提供触觉反馈但缺乏自动分数跟踪和其他数字功能。该系统还与激光枪战或非弹丸发射运动形成鲜明对比，该非弹丸发射运动可提供对得分、游戏模式、武器特征等的实时访问和控制，但缺乏触觉反馈，而且必须利用非直观且大多不可见的光物理学。与此相反，本发明包括利用可见弹丸物理和方法来跟踪得分和其他游戏性特征的系统。

2、在优选实施例中，本发明包括将户外/室内爆破游戏性体验数字化，从而通过使用增强现实(ar)、虚拟现实(vr)和/或扩展现实(xr)眼睛穿戴装置(护目镜、眼镜、头盔等)提供混合现实视频游戏体验，同时还包括射击或发射实际弹丸的发射器。可以理解的是，弹丸会使人类目标带来足够感觉，使得体验变得引人入胜。可以理解的是，附图中所示发射器的使用只是示例性的而不是限制性的。发射弹丸(如弹丸发射装置)的任何类型的发射器、枪支等都属于本发明的范围。

3、ar/vr/xr眼镜和/或其他可穿戴物品，如背心、裤子、腰带、鞋子、制服、套衫、套装等。以及所连接系统(包括所有软件、编程、架构、传感器、无线连接、网络、追踪代码、追踪器等)可允许参与者在爆破游戏、体验或训练中集成视频游戏类型元素和图形(如具有生命条、不同类型弹药、关卡等)。

4、在优选实施例中，本发明包括背心/套衫或其他可穿戴装置，其可以感知或确定玩家何时被弹丸打击或击中(在实施例中，至少在可穿戴装置的外表面的某些区域内)。例如，可穿戴装置和所连接系统可以感知或记录来自前方或后方的打击。在优选实施例中，可穿戴装置可以记录或确定弹丸碰撞的强度、水平或程度。可替代地，应用程序或可穿戴装置与应用程序的组合可以记录或确定弹丸撞击的强度、水平或程度。因此，当玩家(或可穿戴装置)从更近范围被击中时，玩家比从更远距离损失更大健康点量。

5、在优选实施例中，系统可以确定是哪位其他参与者或玩家射击了被打击的玩家。这可以使用每个发射器中的位置和方向解决方案来实现，例如超宽带(uwb)传感器、磁力计、gps、wifi等，还组合以知晓在任何给定时间谁在射击(因此系统可以知晓或确定玩家发射与可穿戴设备被打击之间的大体时间延迟)。可穿戴装置可包括按钮或其他开关，当按下或切换该按钮或开关时，使得无论是否在ar/vr/xr/虚拟环境中或物理世界中均使动作在游戏内进行。例如，按下按钮或触摸可穿戴装置上或条带或其他穿戴物品上的预定位置可使玩家的健康点数或等级在其先前获得后增加。任何游戏事件都可以与开关、按钮等相关联。

6、在优选实施例中，软件应用程序("应用"或"应用程序")被配置为可被所有玩家或参与者使用。应用可以提供许多不同特征，包括由应用/游戏控制的发射器射速。射速特征(以及本文所述的任何其他游戏或发明相关特征)可以基于游戏性和其他预定特征进行更改或升级。例如，如果玩家访问了预定地点并找到了升级的武器枪支等或者玩游戏达预定时间长度，则玩家就可以获得更高射速。如果玩家在游戏中拥有更好或更高等级武器，则玩家就有能力更快地对佩戴系统连接可穿戴装置的其他玩家造成更多伤害。该系统可包括片上系统(soc)或位于可连接至无线(例如通过蓝牙)连接至应用的模块中或上的模块上系统。

7、然后，应用和系统就可以控制发射器的射速。该特征允许单个发射器代表"游戏"中的许多不同潜在数字武器。例如，入门级武器仅允许在半自动模式下每秒一次射击并且在十次射击后需要4秒钟的重新装弹时间，而游戏中的高端武器允许在全自动模式下每秒十次射击并且不强制任何"数字重新装弹/时间要求"。因此，玩家只需在每次清空物理弹斗时物理地重新装填发射器即可。这将允许当玩家被淘汰时其发射器就不会再开火直到新游戏开始，其在其基地重新出生、在战场内的某个处找到额外生命、或者以其他方式、或者在该游戏或回合中使用的其他数字游戏性。可以理解，存在玩家可能无法使用其发射器的多种场景。例如，在本发明的优选实施例中，系统可以允许下载可在游戏性期间使用的不同环境(例如ar/vr/xr环境)的能力。例如，环境可以包括丛林、西部旧地、船只、雪地、城市、历史古迹、世界遗迹或电影、漫画书和其他相关主题(如星球大战、漫威、哈利波特等)。这些环境可以提供关闭射击的理由或能力或在系统游戏性内提供其他特征。例如，在与哈利-波特相关的环境中，可以"施放"咒语等并使所有其他团队的发射器或武器无法工作。在星球大战环境中，发射器或其他手持物品或武器可以变成光剑。

8、任何类型的ar/vr/xr系统或眼部装置都属于本发明的范围。例如，本系统可以连接或组合苹果公司(或其他公司)的ar眼镜。ar/vr/xr眼镜的使用以及与系统、应用等的连接可为玩家或参与者提供能力或特征。例如，眼部装置可以提供透过墙壁、围绕建筑物等看到队友位置的能力。眼部装置可以提供在你射击其他参与者时查看其所损失的健康状况的能力和/或在任何时候或在你被击中时查看自己的健康状况。发射器或其他物品上的运动跟踪或感测部件、传感器或反射器可以允许游戏取代玩家手中的物理发射器或其他物品的外观。换句话说，如果玩家在游戏中拥有手枪，则玩家(和其他玩家)将在ar/vr/xr眼部装置中看到手枪，并且当玩家诸如升级到火箭筒时，枪支将在屏幕上图形变化(例如，类似于第一人称射击游戏)。例如，当玩家升级至该枪支时，眼部装置上的ar/vr/xr中所示出的虚拟枪支可以从手枪变为机枪。眼部装置优选地提供看到并获得物理世界(如院子周围、游戏区域、竞技场等)中的补给掉落(如武器、医疗包、盾牌、药水等)的能力。加速计、陀螺仪或其他运动感测装置可以包括在发射器或其他物理物品上或内以跟踪可以被数字化并显示在ar/vr/xr眼部装置或应用上的运动。

9、在优选实施例中，战场环境提供可充气或其他障碍，这些障碍与游戏相关联(并且可无线连接于游戏或游戏会话内)，看起来就像游戏中玩家躲藏其后的其他物体。例如，可充气墙可在ar/vr/xr中看起来像岩壁。可以在障碍和游戏内的任何其他物体上使用qr码以用于追踪目的。眼部装置优选地基于你的团队、个人喜好、你拥有或获得的皮肤等在游戏中显示不同的"皮肤"或装备。可穿戴装置可包括qr码或其他运动跟踪器以用于改进的跟踪性能。

10、在优选实施例中，ar/vr/xr眼部装置提供在预定位置(例如，放置于在地上、障碍上或其他物体上)找到虚拟盾牌、急救包、更好的武器、弹药、宝物、额外生命等的能力。例如，玩家在眼部装置中在远处看到诸如弹药弹夹等物体并且必须移动到预定位置以能获得弹夹。一旦系统确定玩家处于适当位置(例如，通过uwb、磁力计、gps、wifi等)，玩家就可以获得额外弹药用于游戏。系统优选地提供围绕玩家创建或具有护盾的功能，使得其他玩家就无法对其射击(其他玩家的枪支可能无法开火)。这可以通过定位服务和磁力计数据来实现以知晓某些人员正对着屏护区域并且然后阻止其发射器开火。

11、在实施例中，移动装置(如iphone)可以安装在物理发射器的侧面或其他位置以允许实现本文讨论的某些系统特征。这可以是不包括ar/vr/xr眼部装置的系统的版本。本文所述的许多特征可以在没有眼部装置的情况下实现。例如，应用(通过位于发射器上和/或连接至发射器的移动装置)之间的系统连接可以为系统提供诸如应用控制开火、赚取经验值和健康点、其他健康套件数据、感测或确定开火时的接近度(即玩家被弹丸击中的程度)等功能。本文所述的任何或所有功能都可以一起使用以在不使用ar/vr/xr眼部装置的情况下提供软件应用程序体验。

12、系统可包括配套的pc/手机/控制台游戏。例如，申请人可以与诸如堡垒之夜的游戏合作，或者可以创建或开发与系统配套或一起使用的一款或多款视频游戏。本文所述的任何项目都可以作为套件或单元出售或提供。例如，游戏性套件可以包括可作为单元出售的一些发射器、可充气基地和/或障碍、手榴弹、弹药、弹夹、ar/vr/xr眼部装置、可下载应用和/或游戏。还可以出售或提供包括允许至系统的或位于系统内的连接性的部件的模块。这些模块可以连接或以其他方式附加到诸如发射器的物品。这允许发射器就在不连接到系统(没有模块)的情况下或在系统内使用。例如，可将模块添加到发射器上并将具有软件的移动装置(如装有应用的手机)固定到模块，使得发射器就可以在系统内使用。在另一实施例中，发射器可以包括软件和/或应用以及内置于其中的必要连接性等。

13、玩家可以在系统和游戏中通过户外游戏并参加物理世界比赛获得经验点(xp)。例如，xp可以基于游戏时间的长度或者基于由更好或更差游戏性所获得的点而获得。

14、实施例可以包括远程控制发射器，这些发射器包括于每个队伍基地，这些发射器由不同位置的人员通过游戏/系统/应用进行控制(对对方队伍进行相机和计算机控制射击)。

15、实施例可以包括玩家远程驾驶无人机或其他射击装置，这些无人机发射弹丸(如凝胶爆破炮)，并且这些其他射击装置可利用计算机或移动装置远程攻击其他队伍。

16、在优选实施例中，系统可以包括用于收集和/或监测健康数据的特征、部件或元件。例如，系统可以连接或以其他方式与apple healthkit、google health或其他系统关联以跟踪游戏时消耗的卡路里、监测心率或确定其他健康数据。在优选实施例中，所消耗的卡路里和其他健康数据可用于游戏化。例如，该系统可以包括日度、周度和/或月度竞赛以用于奖励最长/最高游戏性和所消耗卡路里以获得xp。游戏性体验的数字化允许社区锦标赛、邻里锦标赛、团队、月度竞赛、排行榜等。在优选实施例中，该系统包括通过安装在玩家或其设备(如眼部装置)上的相机或通过连接到在任何或所有玩家的ar/vr/xr眼部装置或应用上广播的馈送来广播任何游戏性的能力。这允许在电视、计算机、twitch、youtube等上广播或串流游戏，从而允许围绕游戏性、锦标赛等开展体育运动、电视节目、频道等。

17、该系统还可包括用于每个队伍的遥控爆炸物(如c4胶球炸弹)和可充气智能堡垒。堡垒或其他地点/结构可包括让其他队伍"击败"或完成堡垒的能力。例如，堡垒可以包括传感器等，使得当其他队伍向堡垒上的预定位置或区域(如"死亡星洞")射击足够多次时将导致可充气堡垒/基地瘪下。

18、系统可包括对凝胶弹或其他弹丸的内置快速装载。系统可包括以数字化分配或装载弹药的能力。智能弹药分配器可基于游戏性内的预定参数。例如，游戏可被设定玩家在游戏长度内只能重新装填一定次数，并且在其达到限制后，系统会阻止玩家重新装填(例如，锁定弹药筒、停止发射器工作等)。重新装填的权利可以被赚取并且发射器也可以重新开始工作。

19、在优选实施例中，本发明的模块或其他数字相关部件可以连接到发射器的电力。例如，发射器可以包括向外部物品(如模块)供能的引线或插孔。这允许将模块或其他系统相关部件改装到包括电源的发射器或其他类似装置上。这可以提供电力，使得方向感应能力、定位、磁力计、宽带、ir阅读器和/或反射器以及其他部件被供能。可穿戴装置还可包括红外线(ir)反射性，其可工作或可操作地连接到枪支上的红外线读取器，使得系统就能感测哪个玩家在射击另一玩家并提供其他能力。该系统还可提供连接使得可以操作发射器或其枪管上的其他动力配件(如弹丸速度变化器)。例如，如果玩家在游戏性期间获得更高射速或更高速度，则系统可以(通过连接)提供指令以在枪支上机械或物理地移动或改变某些物体(如滑动套筒)以提供更高速度弹丸发射。

20、该系统可包括弹丸发射装置，如狙击步枪，其只能在游戏场中的某些区域或预定位置使用。例如，玩家可以在游戏内获得"大型狙击步枪"，但该步枪只能从指定位置(如某个山丘)使用。在使用中，基于系统感测玩家的位置，除非玩家处于预定位置(如山丘上)，否则步枪无法发射。

21、本领域的普通技术人员可以理解，本发明允许或提供将竞技场生存视频游戏的元素合并入混合现实ar/vr/xr环境。在优选实施例中，系统包括枪支/发射器，其包括连接到移动装置的能力，移动设备在其上包括应用。在优选实施例中，系统包括为玩家或用户基于外部游戏时间等"提升等级"的能力。等级提升可包括诸如获得更好装备(如枪支、弹药等)的能力以及玩家所需的其他方面的操作。这也可以利用或连接到与运动相关的应用或装置(如apple watch、fitbit等)。在优选实施例中，系统包括可穿戴装置，其有具有可以确定何时被击中的传感器等。这可包括可穿戴装置上的一个或多个电容指示器以及与处理器的通信/连接性，该处理器可在ar眼部装置/眼镜或等同物上提供反馈。背心或其他装甲还可以提供基于弹丸的冲击来感测射击者的接近度。

22、在优选实施例中，发射器包括一个或多个孔口或开口，其被自动调节以改变凝胶的每秒英尺数以及至ar接口的通信/连接性以用于不同类型和级别的发射器。在优选实施例中，该系统包括未物理连接的系统的元件(即背心、眼镜、发射器等)之间的蓝牙或其他无线连接。本文所述系统的任何元件或部件都可以无线连接(或有线连接)。任何实体物理物品，如障碍、弹夹、堡垒、基地、可穿戴装置、发射器、眼部装置等，都可以包括至系统的连接性。

23、在优选实施例中，系统包括基于位置或其他接近度的特征(例如，使得玩家可以看到队友的位置、以用于基于射击者距离目标的远近、发射器的类型提供更高评估伤害)。在优选实施例中，该系统包括位于具有混合现实的ar眼镜中的抬头显示器以容纳来自背心/发射器和其他连接部件的数据同时与真实物理环境接合。应该清楚，该系统还可应用于执法、军事、培训、狩猎和其他射击或物理场景。

24、根据本发明的第一方面，提供了一种扩展现实弹丸发射游戏系统。该系统包括弹丸发射装置，其包括弹丸储存器，该储存器被构造为携带用于发射的弹丸；战场对象，其被构造为检测弹丸在其上的撞击；网络，其被配置为根据至少一种协议向弹丸发射装置和可穿戴装置提供通信并控制至其的连接性；以及扩展现实游戏应用程序。游戏应用程序被配置为根据具有游戏性配置的游戏会话控制弹丸发射装置和可穿戴装置以提供扩展现实环境；从弹丸发射装置接收弹丸发射装置数据，弹丸发射装置数据指示弹丸被发射以及发射弹丸的时间；从战场对象接收战场对象数据，该战场对象数据指示在战场对象上发生撞击以及战场对象被撞击的时间；当战场对象上发生撞击的时间以及弹丸被发射的时间在预定时间段内发生时，更新游戏度量数据以指示所发射的弹丸成功撞击战场对象以及弹丸发射装置成功击中战场对象。

25、在实施例中，战场对象可以是可穿戴装置。

26、经更新游戏度量数据可进一步配置为接收弹丸发射装置的位置和定向，其中，当弹丸发射装置的位置在距离战场对象的预定范围内且弹丸发射装置的定向对准与战场对象相关联的预定区域时，扩展现实游戏应用程序记录所发射弹丸对战场对象上的成功撞击以及由与战场对象相关联的弹丸发射装置的成功发射弹丸。

27、扩展现实游戏应用程序可进一步配置为根据游戏性会话跟踪用户分数和技能提升。系统可进一步包括目标，其配置为检测弹丸对其上的撞击。

28、在优选实施例中，扩展现实弹丸发射游戏系统包括扩展现实装置，其被构造为提供用于显示现实和虚拟对象的计算机辅助视觉以及用于与现实和虚拟对象进行交互的计算机辅助界面。扩展现实装置可包括抬头显示器，其被配置为显示与游戏配置和经更新游戏度量数据相对应的信息。系统可进一步包括虚拟扩展现实对象，其根据游戏性配置并被配置为可通过扩展现实装置查看。

29、扩展现实游戏应用程序优选地被配置为根据游戏性配置通过网络向弹丸发射装置和战场对象中的至少一个提供命令和指示。

30、系统可进一步包括远程装置，其被配置为通过网络从弹丸发射装置和战场对象中的至少一个接收数据。远程装置可配置为贴附至弹丸发射装置并向扩展现实游戏应用程序提供近场通信、射频、红外、磁力计和全球定位卫星感测数据中的至少一种。

31、游戏配置优选地包括与游戏模式、生命值、护盾值、弹丸记录、弹丸储存记录、射速、重新装弹间隔、虚拟能量、成功记录、失败记录、成功与失败比率、警报、战场角色、团队归属、战场目标和战场参数集中的至少一个相对应的信息。

32、在优选实施例中，弹丸发射装置被配置为接收指令和命令以控制可用于发射的弹丸量、弹丸发射的预定速度、弹丸的预定射速以及弹丸量的预定重新装填间隔中的一者或多者。

33、扩展现实游戏应用可配置为根据游戏性配置增加或减少预定速度。此外或可替代地，弹丸发射装置被构造为根据游戏性配置增加或降低弹丸发射装置被配置为发射弹丸所处的预定速度。

34、在优选实施例中，弹丸发射装置包括显示器。系统可包括一个非穿戴式装置，其被配置为通过网络与弹丸发射装置和战场对象中的至少一个进行通信并检测弹丸对其上的撞击。

35、在优选实施例中，扩展现实游戏应用程序被配置为根据扩展现实环境提供虚拟扩展现实实时或接近实时叠覆。

36、根据本发明的另一方面，提供了一种扩展现实弹丸发射游戏方法。该方法包括启动游戏会话，该游戏会话具有用于提供扩展现实环境的游戏性配置，该游戏配置包括游戏度量数据，该游戏度量数据被配置为在游戏会话期间至少跟踪得分；通过网络提供命令和指令，该网络被配置为根据至少一种协议与弹丸发射装置和战场对象中的一个或多个进行通信并进行控制；从弹丸发射装置接收弹丸发射装置数据，该弹丸发射装置数据指示弹丸被发射以及弹丸被发射的时间；从战场对象接收战场对象数据，该战场对象数据指示在战场对象上发生的撞击以及战场对象被撞击的时间；当战场对象上发生撞击的时间和弹丸被发射的时间在预定时间段内发生时，更新游戏度量数据以指示所发射弹丸成功撞击于战场对象上以及由弹丸发射装置对战场对象的成功击中。

37、在优选实施例中，该方法进一步包括接收弹丸发射装置的位置和定向，其中，当弹丸发射装置的位置在距离战场对象的预定范围内且弹丸发射装置的定向指向与战场对象相关联的预定区域时，游戏度量数据被更新以指示成功撞击和成功击中。

38、该方法可进一步包括接收战场对象的位置和对象，其中，当战场对象的位置在距离弹丸发射装置的预定范围内且战场对象的定向朝向弹丸发射装置的定向时，游戏度量数据被更新以指示成功撞击和成功击中。

39、该方法可进一步包括从目标接收目标数据，该目标被配置为检测弹丸对其上的撞击。该方法可进一步包括在远程装置处从弹丸发射装置和战场对象中的至少一者接收命令和指令并在远程装置上显示与命令和指令相对应的信息。

40、该方法可进一步包括从至少一个扩展现实装置接收扩展现实装置数据，该至少一个装置被配置为提供用于显示现实和虚拟对象的计算机辅助视觉以及用于与现实和虚拟对象交互的计算机辅助界面。

41、该方法可进一步包括控制可用于发射的弹丸量、用于发射的弹丸的预定速度、弹丸的预定射速以及弹丸量的预定重新装填间隔中的一者或多者。该方法可进一步包括根据游戏性配置调整预定速度。

42、根据本发明的另一方面，提供了一种扩展现实弹丸发射游戏方法。该方法包括从弹丸发射装置接收弹丸发射装置数据，该弹丸发射装置包括弹丸储存器，其配置为承载用于发射的弹丸；从战场对象接收战场对象数据，该战场对象数据配置为检测战场对象何时受到从弹丸发射装置所发射的弹丸的撞击；确认所发射弹丸对战场对象的撞击；记录所发射弹丸对战场对象的撞击的时间；记录与弹丸发射装置相关联的所发射弹丸的发射时间；当战场对象上发生撞击的时间和弹丸被发射的时间在预定时间段内发生时，记录所发射弹丸对战场对象的成功撞击以及从弹丸发射装置的成功发射弹丸；以及更新包括成功撞击和成功发射弹丸的游戏度量数据。

43、该方法可进一步包括接收弹丸发射装置的位置，其中，当弹丸发射装置的位置在发射弹丸时处于距离战场对象的预定范围内时，记录成功撞击和成功发射弹丸。

44、该方法可进一步包括接收弹丸发射装置的定向，其中，当发射弹丸时弹丸发射装置的定向指向与战场对象相关联的预定区域时，记录成功撞击和成功发射弹丸。