專利名稱：實景游戲裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及實景游戲裝置。
背景技術：
目前游戲市場發(fā)展迅速，各種游戲主機層出不窮，并搭配有豐富多彩的 游戲軟件，以滿足消費者的需求。游戲的交互方式，從早期的通過鍵盤與手
柄來進行，游戲者靜態(tài)的坐在屏幕前；漸漸的進化成需要更多的肢體動作， 如跳舞機、賽車等。早期的通過^t盤和手柄來操作游戲的方式，互動性不 強，而且容易使游戲者上癮，游戲者往往是長時間不斷的坐在屏幕前操作游 戲，對游戲者的身體健康狀況有很大的傷害。伴隨計算機游戲種類與內(nèi)容的 不斷擴展豐富，其操作復雜性劇增，仍然采用傳統(tǒng)的交互方式，越來越難于 控制。
而跳舞機之類通過接觸的方法將人的行為轉(zhuǎn)化為計算機可以理解的指 令，進而控制游戲角色的方法雖然在一定程度上增加了游戲的真實性，但仍 然存在可玩性和方便性不高的缺點，而且其成本較高。因此需要一種互動性 更好，操作起來更方便，給游戲者真實感更強的工作模式來提高游戲的可玩性。
發(fā)明內(nèi)容
實景游戲裝置，本實用新型具有交互性更強、操作更簡便、真實感更強的游 戲裝置。
本實用新型的實景游戲裝置，包括雙目攝像機構(gòu)、游戲主機、圖像顯 示機構(gòu)、揚聲器，游戲主機由運算機構(gòu)、存儲機構(gòu)、行為指令生成機構(gòu)、游 戲執(zhí)行機構(gòu)、揚聲器組成，其特征在于雙目攝像機構(gòu)和圖像顯示機構(gòu)分別 通過電纜與游戲主機相連，雙目攝像機構(gòu)釆集游戲者的行為圖像經(jīng)總線傳輸 到經(jīng)游戲主機的運算機構(gòu)進行圖像預處理后保存到存儲機構(gòu)中，行為指令生 成機構(gòu)通過雙目視覺方法來分析存儲機構(gòu)中的圖像產(chǎn)生相應行為指令，行為 指令傳送給游戲執(zhí)行機構(gòu)，由游戲執(zhí)行機構(gòu)生成游戲圖像和聲音來分別傳送 給圖像顯示機構(gòu)和揚聲器，控制器控制總線的數(shù)據(jù)傳輸。
所述的游戲主機還可選配音頻采集機構(gòu)，音頻采集機構(gòu)采集游戲者的語 音并生成相應的游戲控制指令，游戲控制指令與行為指令生成機構(gòu)產(chǎn)生的行 為指令一并傳送給游戲執(zhí)行機構(gòu)。 '分析機構(gòu)通過雙目視覺法分析存儲機構(gòu)中的圖像產(chǎn) 生相應行為指令傳給游戲執(zhí)4亍才幾構(gòu)，或面部表情分析才兒構(gòu)通過分析存儲機構(gòu) 中的圖像里的游戲者的面部表情并產(chǎn)生相應游戲指令與行為姿態(tài)分析機構(gòu)通 過雙目視覺法分析存儲機構(gòu)中的圖像產(chǎn)生相應行為指令， 一并由控制器控制 傳給游戲執(zhí)行機構(gòu)，游戲執(zhí)行機構(gòu)生成游戲圖像和聲音來分別傳送給圖像顯 示機構(gòu)和揚聲
所述行為指令生成機構(gòu)分析步驟如下(1)用特征匹配算法對雙目攝像 機構(gòu)采集的圖像產(chǎn)生對應圖像的對應點匹配；(2)根據(jù)匹配結(jié)果計算出距離 信息；(3)根據(jù)匹配結(jié)果與模板數(shù)據(jù)庫比較識別出姿態(tài)信息，模板數(shù)據(jù)庫是 通過海量數(shù)據(jù)訓練得出貯存在存儲機構(gòu)內(nèi)；(4)將姿態(tài)信息和距離信息轉(zhuǎn)變 成相應的行為指令。
所述的行為指令為走路、跑步、舉起單手、舉起雙手、舉起單手做攻擊 姿勢或舉起雙手做攻擊姿勢。
所述游戲控制指令為開始、暫停、停止或存檔。
實現(xiàn)實景游戲的方法，按以下步驟進行(1)雙目攝像機構(gòu)采集游戲者 的行為圖像經(jīng)游戲主機的運算機構(gòu)進行圖像去噪、增強預處理保存到存儲機 構(gòu)中，行為指令生成機構(gòu)通過上述方式分析存儲機構(gòu)中的圖像并產(chǎn)生相應行 為指令；(2)、行為指令傳送給游戲執(zhí)行機構(gòu)，由游戲執(zhí)行機構(gòu)生成游戲圖像 和聲音來分別傳送給顯示機構(gòu)和揚聲器，控制器控制數(shù)據(jù)的傳輸。所述的行 為指令為走路、跑步、舉起單手、舉起雙手、舉起單手做攻擊姿勢或舉起雙 手做攻擊姿勢。
此外，本實用新型的信息存儲介質(zhì)是存儲用以使計算機發(fā)揮以下功能的 程序采集游戲者的圖像和語音信息供所述行為指令生成機構(gòu)生成游戲指令 的游戲者信息采集機構(gòu)(雙目攝像機構(gòu))；根據(jù)理解的游戲指令執(zhí)行游戲的游 戲執(zhí)行機構(gòu)；將游戲的結(jié)果和游戲中的虛擬角色的行為顯示并輸出的圖像輸 出機構(gòu)。
在本實用新型中，游戲裝置可以執(zhí)行多種游戲。游戲執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)所述
的行為指令生成機構(gòu)發(fā)送的指令控制游戲中的虛擬角色的行為，并將結(jié)果作 為游戲畫面而進4亍顯示并l命出。
在本實用新型中，不需要與游戲者進行接觸就可以理解游戲者的動作行 為。雙目攝像機構(gòu)采集到游戲者的圖像數(shù)據(jù)，然后由行為指令生成機構(gòu)識別 出游戲者的姿態(tài)行為，如走路、跑步、舉起雙手、單手做攻擊姿勢等，進 而生成游戲指令控制游戲中的虛擬角色的行為。
在本實用新型中，游戲者的面部表情將會實時的反映到游戲中的虛擬角 色上，使游戲的可玩性更強。所述功能是通過行為指令生成機構(gòu)的面部表情
4分析機構(gòu)完成的。所述功能為可選功能，可以根據(jù)需要選配。
此外，在本實用新型中，所述游戲裝置可配置音頻采集機構(gòu)，具有不需 要任何的手柄和游戲進度控制器就可以控制游戲的開始、暫停、停止、存檔 等操作。所述功能是由音頻采集機構(gòu)釆集游戲者的語音并生成相應的游戲控 制指令，游戲控制指令與行為指令生成機構(gòu)產(chǎn)生的行為指令一并傳送給游戲 執(zhí)行機構(gòu)。所述功能為可選功能，可以根據(jù)需要選配。
此外，在本實用新型中，不需要與游戲者進行接觸就可以判斷游戲者是 在向前跑還是向后跑，是慢跑還是快跑，是走路還是跑步。所述功能是通過 雙目攝像機構(gòu)釆集的兩幅游戲者的圖像數(shù)據(jù)，由行為指令生成機構(gòu)分析圖像 數(shù)據(jù)并計算出游戲者距離雙目攝像機構(gòu)的距離，再根據(jù)所述多次分析的結(jié)果 判斷出游戲者的運動矢量，進而生成游戲指令控制游戲中的虛擬角色的行為。


圖l是本實用新型的游戲裝置示意圖2是本實用新型的游戲裝置的硬件示意圖3是雙目攝像機構(gòu)的雙目視覺系統(tǒng)測距的原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細的說明
本實用新型如圖1、圖2所示，包括雙目攝像機構(gòu)l、游戲主機4、圖 像顯示機構(gòu)2、揚聲器3，游戲主機4由運算機構(gòu)、存儲機構(gòu)、行為指令生成 機構(gòu)、游戲執(zhí)行機構(gòu)、音頻采集機構(gòu)、揚聲器組成，雙目攝像機構(gòu)和圖像顯 示機構(gòu)分別通過電纜與游戲主機相連，雙目攝像機構(gòu)采集游戲者的行為圖像 經(jīng)總線傳輸?shù)接螒蛑鳈C的運算機構(gòu)進行圖像預處理保存到存儲機構(gòu)中，行為 指令生成機構(gòu)通過分析存儲機構(gòu)中的圖像產(chǎn)生相應行為指令，行為指令傳送 給游戲執(zhí)行機構(gòu)，音頻采集機構(gòu)采集游戲者的語音并生成相應的游戲控制指 令，游戲控制指令與行為指令生成機構(gòu)產(chǎn)生的行為指令一并傳送給游戲執(zhí)行 機構(gòu)，由游戲執(zhí)行機構(gòu)生成游戲圖像和聲音來分別傳送給圖像顯示機構(gòu)和揚 聲器，控制器控制總線的數(shù)據(jù)傳輸。游戲主機4通過這行為指令生成機構(gòu)、 游戲執(zhí)行機構(gòu)2個機構(gòu)來控制游戲中虛擬角色的行為。行為姿態(tài)分析機構(gòu)通 過雙目視覺法分析存儲機構(gòu)中的圖像產(chǎn)生相應行為指令，并傳給游戲執(zhí)行機 構(gòu)，游戲執(zhí)行機構(gòu)生成游戲圖像和聲音來分別傳送給圖像顯示機構(gòu)和揚聲器。
所述行為指令生成機構(gòu)分析步驟之一為如下(1)用特征匹配算法對雙 目攝像機構(gòu)采集的圖像產(chǎn)生對應圖像的對應點匹配；(2)根據(jù)匹配結(jié)果計算 出距離信息；(3)根據(jù)匹配結(jié)果與模板數(shù)據(jù)庫比較識別出姿態(tài)信息，模板數(shù) 據(jù)庫是通過海量數(shù)據(jù)訓練得出貯存在存儲機構(gòu)內(nèi)；(4)將姿態(tài)信息和距離信 息轉(zhuǎn)變成相應的行為指令。實現(xiàn)實景游戲的方法，按以下步驟進行(1)、雙目攝像機構(gòu)釆集游戲者
的行為圖像經(jīng)游戲主機的運算機構(gòu)進行圖像預處理后保存到存儲機構(gòu)中，行
為指令生成機構(gòu)通過分析存儲機構(gòu)中的圖像產(chǎn)生相應行為指令；(2)、行為指 令傳送給游戲執(zhí)行機構(gòu)，由游戲執(zhí)行機構(gòu)生成游戲圖像和聲音來分別傳送給 圖像顯示機構(gòu)和揚聲器，控制器控制總線的數(shù)據(jù)的傳輸。所述的行為指令為 走路、跑步、舉起單手、舉起雙手、舉起單手做攻擊姿勢或舉起雙手做攻擊 姿勢等。
在實景游戲裝置中， 一旦游戲者在雙目攝像機構(gòu)1前移動身體一部分、 變換表情，則行為指令生成機構(gòu)通過前述方法分析存儲機構(gòu)中的圖像并生成 相應指令而控制游戲。
當游戲者玩游戲時，雙目攝像機構(gòu)1采集集游戲者的行為圖像經(jīng)由控制 器控制保存圖像到存儲機構(gòu)中，行為指令生成機構(gòu)通過分析存儲機構(gòu)中圖像 的產(chǎn)生相應行為指令，行為指令通過電纜傳給游戲執(zhí)行機構(gòu)，游戲執(zhí)行機構(gòu) 生成游戲圖像和聲音分別通過監(jiān)視器顯示圖像和揚聲器發(fā)出聲音，控制器控 制總線的數(shù)據(jù)的傳輸。
在本實用新型的優(yōu)選實施方式中，雙目攝像機構(gòu)包括兩臺攝像機，攝像
機可采用可見光CCD、紅外探測器，根據(jù)實際使用的要求還可以配置其它類型 的攝像機。
在本實用新型的優(yōu)選實施方式中，游戲主機可以配接外設，外設可以選 配游戲手柄等。
本實用新型的游戲裝置中運算機構(gòu)可以是臺式PC的^1處理器，也可以是 嵌入式微處理器DSP或DSP加FPGA。
在實景游戲裝置中，可以配置音頻采集與識別機構(gòu)，如果游戲者想中斷 或者停止游戲，只需發(fā)出相應的聲音，音頻采集與識別機構(gòu)3將會把游戲者 的聲音采集好并生成相應的游戲控制指令來中斷或者停止游戲。
關鍵技術簡述
圖3是雙目攝像機構(gòu)的雙目視覺成像原理圖。雙目攝像機構(gòu)的兩臺攝像 機采集到的圖像點的匹配是關鍵，本實用新型中對應點匹配法需要方法能夠 克服圖像的仿射變換帶來的匹配困難的問題，可采用的方法之一是用SURF法 來匹配對應點。點匹配方法不局限與此，關鍵是算法可以需要具有透視或者 仿射不變性的特點，即對存在透射或者仿射變形的點對仍然可以匹配上，常 用相關方法分類舉例如下
(1) 提取的特征點對本身具有仿射或者透射不變性，此類方法有比 例不變特征匹配法(SIFT),各種特征不變算子法等。
(2) 用于比較點對的方法本身具有仿射或者透射不變性等。 本實用新型中另一關鍵技術為場景點的重建，重建方法很多，有直接幾何法、純代數(shù)法等。下面以純代數(shù)法舉例說明場景點重建過程
已知標定過的兩臺攝像機和兩個對應點^和^ ,"和(9是兩臺攝像機的光
學中心點。在原理上，可以直接通過將兩條射線w-一和^、Op相交來重建
相應的場景點。然而，在實際中由于標定和特征定位的誤差，射線W和A可能
永遠也不會真正相交?？刹捎玫姆椒ㄖ皇怯眉兇鷶?shù)的方法重建場景點給 定投影矩陣M和M'以及對應點P和P ，可以把約束卬=MP和zP = MP重寫成
如下形式
上述是一個過約束方程，有4個關于P的坐標的獨立線性等式，可以采 用最小二乘法解這個方程而得到P的世界坐標系的坐標，進而可以算出游戲 者的速度矢量。
本實用新型雖以優(yōu)選實施方式闡明如上，然而其并非用以限定本實用新 型僅限于上述實施方式。因此，在不脫離本實用新型的范圍內(nèi)所作修改，均 應包含在權(quán)利要求書保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、實景游戲裝置，包括雙目攝像機構(gòu)、游戲主機、圖像顯示機構(gòu)、揚聲器，游戲主機由運算機構(gòu)、存儲機構(gòu)、行為指令生成機構(gòu)、游戲執(zhí)行機構(gòu)、揚聲器組成，其特征在于雙目攝像機構(gòu)和圖像顯示機構(gòu)分別通過電纜與游戲主機相連，雙目攝像機構(gòu)采集游戲者的行為圖像經(jīng)總線傳輸?shù)浇?jīng)游戲主機的運算機構(gòu)進行圖像預處理后保存到存儲機構(gòu)中，行為指令生成機構(gòu)通過雙目視覺方法來分析存儲機構(gòu)中的圖像產(chǎn)生相應行為指令，行為指令傳送給游戲執(zhí)行機構(gòu)，由游戲執(zhí)行機構(gòu)生成游戲圖像和聲音來分別傳送給圖像顯示機構(gòu)和揚聲器，控制器控制總線的數(shù)據(jù)傳輸。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實景游戲裝置，其特征在于所述的游戲主機 還包括音頻采集機構(gòu)，音頻采集機構(gòu)采集游戲者的語音并生成相應的游戲控 制指令，游戲控制指令與行為指令生成機構(gòu)產(chǎn)生的行為指令一并傳送給游戲 執(zhí)行機構(gòu)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實景游戲裝置，其特征在于行為指令生成機 構(gòu)由行為姿態(tài)分析機構(gòu)或行為姿態(tài)分析機構(gòu)和面部表情分析機構(gòu)組成，行為 姿態(tài)分析機構(gòu)通過雙目視覺法分析存儲機構(gòu)中的圖像產(chǎn)生相應行為指令傳給 游戲執(zhí)行機構(gòu)，或面部表情分析機構(gòu)通過分析存儲機構(gòu)中的圖像里的游戲者 的面部表情并產(chǎn)生相應游戲指令與行為姿態(tài)分析4幾構(gòu)通過雙目視覺法分析存 儲機構(gòu)中的圖像產(chǎn)生相應行為指令， 一并由控制器控制傳給游戲執(zhí)行機構(gòu)， 游戲執(zhí)行機構(gòu)生成游戲圖像和聲音來分別傳送給圖像顯示機構(gòu)和揚聲器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1 - 3之一所述的實景游戲裝置，其特征在于所述行 為指令生成機構(gòu)分析步驟如下(1)用特征匹配算法對雙目攝像機構(gòu)采集的 圖像產(chǎn)生對應圖像的對應點匹配；(2)根據(jù)匹配結(jié)果計算出距離信息；(3)根 據(jù)匹配結(jié)果與模板數(shù)據(jù)庫比較識別出姿態(tài)信息，模板數(shù)據(jù)庫是通過海量數(shù)據(jù) 訓練得出貯存在存儲機構(gòu)內(nèi)；(4)將姿態(tài)信息和距離信息轉(zhuǎn)變成相應的行為 指令。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的實景游戲裝置，其特征在于所述的行為指令 為走路、跑步、舉起單手、舉起雙手、舉起單手做攻擊姿勢或舉起雙手做攻 擊姿勢。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的實景游戲裝置，其特征在于所述游戲控制指 令為開始、暫停、停止或存檔。
專利摘要本實用新型涉及實景游戲裝置，實現(xiàn)方式如下雙目攝像機構(gòu)采集游戲者的行為圖像經(jīng)游戲主機的運算機構(gòu)經(jīng)總線傳輸?shù)竭^圖像預處理后保存到存儲機構(gòu)中，行為指令生成機構(gòu)通過雙目視覺方法來分析存儲機構(gòu)中的圖像產(chǎn)生相應行為指令；行為指令并傳送給游戲執(zhí)行機構(gòu)，由游戲執(zhí)行機構(gòu)生成游戲圖像和聲音來分別傳送給圖像顯示機構(gòu)和揚聲器，控制器控制總線的數(shù)據(jù)的傳輸。本實用新型具有交互性更強、操作更簡便、真實感更強的游戲裝置。
文檔編號A63F13/10GK201399233SQ200920085459
公開日2010年2月10日 申請日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者立 黃 申請人:武漢市高德電氣有限公司