專利名稱：動感游戲裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動感游戲領(lǐng)域，特別是涉及一種基于電子秤的智能動感游戲裝置。
背景技術(shù)：
隨著生活水平的日益提高，人們越來越注意自身的健康。現(xiàn)在用于測量體重的電 子秤已經(jīng)出現(xiàn)在許多家庭，人們在了解自己體重的同時，也有意識的提醒自己要注意多運 動保持合理體重。但是由于各種原因真正做到多運動的卻很少，除了時間以外，缺少運動的 趣味性也是運動少的原因之一。電子秤是通過采集多個壓力傳感器上的受力，經(jīng)過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換獲得物體重量的。目 前，已經(jīng)有人在電子秤中引入數(shù)據(jù)傳輸模塊與算法機制，將相應(yīng)的重量數(shù)據(jù)傳輸給計算機， 使傳統(tǒng)的電子秤與娛樂相結(jié)合。例如，中國發(fā)明專利說明書CN1057383C(授權(quán)公告日2000 年10月11日)公開了一種“激光娛樂秤”，將游客的體重、身高及卡通圖案在大屏幕上實時 進行顯示，集觀賞、參與、娛樂為一體，增強趣味性。但是，該“激光娛樂秤”僅能靜態(tài)的顯示 人的體重和身高值，以及生肖卡通圖案，無法將測得的體重信息等與動感游戲結(jié)合在一起， 實現(xiàn)動感游戲與健身互動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種動感游戲裝置，通過采集到的重心點位置數(shù) 據(jù)信息和/或體重信息分析人體的實際動作，并利用這些動作控制游戲，實現(xiàn)動感游戲與 健身互動。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的動感游戲裝置包括一重力平衡板，用于測量使用者的體重信息和重心點位置數(shù)據(jù)信息，并將體重信 息和/或重心點位置數(shù)據(jù)信息傳輸給游戲主機；游戲主機，通過有線或無線與所述重力平衡板相連接，包含有動作分析算法，根據(jù) 獲得的體重信息和/或重心點位置數(shù)據(jù)信息還原使用者的實際動作，并根據(jù)還原的實際動 作控制具體的游戲。采用本發(fā)明的動感游戲裝置，可以讓使用者既能了解自身的體重，還能通過互動 游戲機制提高運動量，給使用者的運動增添娛樂性。使用者可以將測量的體重信息保存在重力平衡板的存儲器中。每次開啟游戲主 機，重力平衡板與游戲主機建立數(shù)據(jù)連接，游戲主機獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)進行處理后控制游戲， 讓使用者的動作與游戲任務(wù)的動作相對應(yīng)。使用者的運動詳細信息(包括每天的運動時間、運動類型、消耗能量等)也可以保 存在重力平衡板的內(nèi)部存儲器中，供每天運動后進行質(zhì)量評估、使用者游戲等級評估、身份 驗證等等。本發(fā)明使游戲和健身相結(jié)合，一方面可以增加游戲的體感娛樂性，另一方面可以 將運動鍛煉、體重進行綜合分析，獲得用戶每天的合理運動標準，提高運動的質(zhì)量。


下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明圖1是動感游戲裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中的重力平衡板結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是在重力平衡板上安裝重心指示器的一實施例示意圖；圖4是在重力平衡板上指示重心的一實施例示意圖；圖5是計算重心點的一實施例示意圖；圖6是動感游戲裝置控制流程示意圖。
具體實施例方式參見圖1所示，所述動感游戲裝置，包括一重力平衡板，通過有線或無線與該重 力平衡板相連接的游戲主機。所述重力平衡板，用于測量使用者的體重信息和重心點位置數(shù)據(jù)信息，并將體重 信息和/或重心點位置數(shù)據(jù)信息傳輸給游戲主機。所述游戲主機，為PC(個人電腦)機、數(shù)字電視或機頂盒等，包含有動作分析算法， 根據(jù)獲得的體重信息和/或重心點位置數(shù)據(jù)信息還原使用者的實際動作，并根據(jù)還原的實 際動作控制具體的游戲。在圖2所示的一實施例中，所述重力平衡板包括重力傳感器，用于采集重力傳感器上受到的壓力。重力傳感器的數(shù)量與動作分析 算法相關(guān)，通常采用4個重力傳感器。結(jié)合圖1所示，在一具體實施例中所述重力平衡板為 方形，4個重力傳感器分別設(shè)置在重力平衡板的四個角部。當然也可以采用一個重力傳感器 或多個重力傳感器。運算放大器，與重力傳感器相連接，對重力傳感器采集的微弱的模擬壓力信號進 行濾波和放大(一個重力傳感器對應(yīng)與一個運算放大器相聯(lián)接)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與運算放大器相連接，將放大后的模擬壓力信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，變換 為數(shù)字信號。信號處理與算法模塊，與模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連接，對模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號經(jīng)過 算法處理，獲得使用者的重心點位置數(shù)據(jù)信息和用戶的體重信息。進行重心計算的原始數(shù) 據(jù)是各重力傳感器上采集的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，即重力傳感器上采集的壓力數(shù)據(jù)， 經(jīng)比例轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)，如，DataRaw = DatadigX K，其中，DataRaw為原始數(shù)據(jù)，Datadig是 重力傳感器采集的數(shù)據(jù)信號經(jīng)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換后獲得數(shù)據(jù)，K是比例系數(shù)，根據(jù)重力傳感器 實際測試的數(shù)據(jù)和實際的體重確定。數(shù)據(jù)傳輸模塊，與信號處理與算法模塊相連接，將重心點位置數(shù)據(jù)信息和/或體 重信息傳輸給游戲主機，進行游戲動作分析和游戲處理。在一具體實施例中所述數(shù)據(jù)傳輸 模塊通過藍牙與游戲主機建立連接，實現(xiàn)信息傳遞。液晶顯示器，與信號處理與算法模塊相連接，用于顯示使用者的體重及游戲狀態(tài) 等相關(guān)信息。重心指示器，與信號處理與算法模塊相連接，用于指示使用者的重心，使得在沒有連接游戲主機的情況下，也可以了解目前使用者的重心變化情況。例如可以在重力平衡板 的周邊安放一圈LED燈，當重心偏向?qū)?yīng)的方向時，對應(yīng)方向的LED點亮，告知使用者現(xiàn)在 偏移的方向。參見圖3所示，在一具體實施例中，重力平衡板安裝了 9個LED燈L1-L9，根據(jù)不 同的重心點位置，點亮不同位置的LED燈。比如，通過計算得到的重心點位置是如圖4所示 的五角星所代表的位置，比較重心點與各LED燈之間的距離，找到距離重心點最近的LED燈 Li，將其點亮。重心指示器除了采用LED燈實現(xiàn)以外，還可以采用光液晶顯示指示，儀表指針指不等。重力傳感器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換后可以在重力平衡板上由信號處理與 算法模塊進行處理，也由數(shù)據(jù)傳輸模塊直接傳輸?shù)接螒蛑鳈C，由游戲主機進行算法處理；游 戲主機處理后的數(shù)據(jù)再傳送給重力平衡板。下面以四個重力傳感器組成的重力平衡板為例，分析使用者的重心計算方法、體 重計算方法和游戲動作分析方法。使用者的體重計算公式如下Wsum = W1+W2+W3+W4。其中，Wsum為使用者的實際體重值，Wl為一號重力傳感器 承受的體重值，W2為二號重力傳感器承受體重值，W3為三號重力傳感器承受體重值，W4為 四號重力傳感器承受體重值。重心計算可以有多種方法，下面僅舉例說明其中一種。如圖5所示，按照四個重力傳感器的位置建立圖5所示的坐標系，其中，二號重力 傳感器和四號重力傳感器在χ軸上，一號重力傳感器和三號重力傳感器在y軸上。重心坐 標按照以下公式計算(Gx, Gy) = Kt [ (W2-W4)，(W1-W3)]其中Gx，Gy為坐標點位置，Kt為重量與位置距離之間的比例關(guān)系(重量是指各重 力傳感器采集得到的原始數(shù)據(jù)，位置是指圖5所示坐標系中一個坐標點的定位，使用者在 坐標系中的投影與使用者的實際重心點相吻合)，坐標映射到實際重力平衡板上(以重力 平衡板的對角線為平面坐標的X軸和Y軸，重力傳感器的位置分別在X軸和Y軸上)；W1、 W2、W3、W4分別為一號至四號重力傳感器承受體重值。游戲主機獲得重力平衡板傳輸?shù)闹匦狞c位置數(shù)據(jù)后，通過動作分析算法獲得使用 者的實際動作控制具體的游戲。例如，健身操游戲中，通過對重心點位置數(shù)據(jù)的分析，獲得 使用者抬起的手腳的方位以及轉(zhuǎn)動身體的動作；通過重力傳感器數(shù)據(jù)的變化情況獲取使用 者下蹲或抬起的動作等。游戲中，根據(jù)相應(yīng)的動作調(diào)整游戲任務(wù)的動作處理。運動的狀態(tài)值(包括每天的運動時間、運動類型、消耗能量等)可以在退出游戲時 保存到重力平衡板中，當下次再進入游戲時，可以將以前的歷史紀錄調(diào)出，與現(xiàn)有的游戲相 結(jié)合。比如，當使用者與游戲互動的紀錄評分較高的情況下，可以提高使用者的經(jīng)驗值，從 而可以玩難度更高的游戲等等。參見圖6所示，所述動感游戲裝置控制流程如下1、對重力平衡板進行初始化處理，包括對重力傳感器進行校準等。2、使用者站立于重力平衡板上，如果沒有游戲開啟的情況下，重力平衡板將會獨立于游戲主機進行相應(yīng)功能的操作，比如測量體重，測試使用者的重心點，確定使用者的平 衡能力等。3、獲取重力傳感器上的數(shù)據(jù)，經(jīng)過計算后獲得使用者的實際體重，顯示在液晶顯 不器上。4、根據(jù)多個重力傳感器上的數(shù)據(jù)計算得到使用者的重心點位置數(shù)據(jù)，將重心點位 置通過LED燈指示出來。5、如果需要進入游戲控制，則，6、開啟數(shù)據(jù)傳輸模塊，游戲主機與重力平衡板進行雙向數(shù)據(jù)傳輸。7、游戲主機獲取存儲于重力平衡板上的使用者信息，包括使用者的個人信息、以 前的運動信息、游戲的等級等等。8、重力平衡板將重心點位置數(shù)據(jù)信息和/或體重信息傳輸給游戲主機，游戲主機 根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)進行游戲控制。9、退出游戲時，游戲主機會將目前的使用者運動信息和游戲等級信息進行更新， 之后下載到重力平衡板上的存儲器中，供下次游戲使用。本發(fā)明通過將重力傳感器采集到的數(shù)據(jù)進行分析和處理，在獲得使用者實際重量 的同時，獲得使用者的重心點位置信息。使用者的實際重量和/或重心點位置信息傳輸給 游戲主機后，經(jīng)過動作分析獲得使用者的實際動作，控制游戲中的具體進程。結(jié)合歷史游戲 運動記錄、體重分析等，為使用者提供游戲等級區(qū)別和健康運動的指導(dǎo)性意見。以上通過具體實施方式
和實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，但這些并非構(gòu)成對 本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改 進，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
一種動感游戲裝置，其特征在于，包括一重力平衡板，用于測量使用者的體重信息和重心點位置數(shù)據(jù)信息，并將體重信息和/或重心點位置數(shù)據(jù)信息傳輸給游戲主機；游戲主機，通過有線或無線與所述重力平衡板相連接，包含有動作分析算法，根據(jù)獲得的體重信息和/或重心點位置數(shù)據(jù)信息還原使用者的實際動作，并根據(jù)還原的實際動作控制具體的游戲。
2.如權(quán)利要其求1所述的動感游戲裝置，其特征在于，所述重力平衡板包括 4個重力傳感器，用于采集重力傳感器上受到的壓力；運算放大器，與重力傳感器相連接，對重力傳感器采集的模擬壓力信號進行濾波和放大；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與運算放大器相連接，將放大后的模擬壓力信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，變換為數(shù)字信號；信號處理與算法模塊，與模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連接，對模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號經(jīng)過算法 處理，獲得使用者的重心點位置數(shù)據(jù)信息和用戶的體重信息；數(shù)據(jù)傳輸模塊，與信號處理與算法模塊相連接，將重心點位置數(shù)據(jù)信息和/或體重信 息傳輸給游戲主機。
3.如權(quán)利要其求2所述的動感游戲裝置，其特征在于，所述重力平衡板還包括 液晶顯示器，與信號處理與算法模塊相連接，用于顯示使用者的體重及游戲狀態(tài)信息；重心指示器，與信號處理與算法模塊相連接，用于指示使用者的重心。
4.如權(quán)利要其求3所述的動感游戲裝置，其特征在于所述重心指示器沿重力平衡板 的周邊或沿重力平衡板的周邊和中心設(shè)置。
5.如權(quán)利要其求2所述的動感游戲裝置，其特征在于重力傳感器采集的數(shù)據(jù)直接傳 送給游戲主機，由游戲主機進行處理。
6.如權(quán)利要其求2所述的動感游戲裝置，其特征在于使用者的體重計算公式如下 Wsum = W1+W2+W3+W4 ；其中，Wsum為使用者的實際體重值，Wl為一號重力傳感器承受的體重值，W2為二號重力傳感器承受體重值，W3為三號重力傳感器承受體重值，W4為四號 重力傳感器承受體重值。
7.如權(quán)利要其求2所述的動感游戲裝置，其特征在于重心坐標按照以下公式計算 (Gx, Gy) = Kt [ (W2-W4)，(W1-W3)]其中，Gx，Gy為坐標點位置，Kt為重量與位置距離之間的比例關(guān)系，將坐標映射到實際 重力平衡板上；Wl、W2、W3、W4分別為一號至四號重力傳感器承受體重值；二號重力傳感器 和四號重力傳感器在χ軸上，一號重力傳感器和三號重力傳感器在y軸上。
8.如權(quán)利要其求1或2所述的動感游戲裝置，其特征在于運動的狀態(tài)值在退出游戲 時保存到重力平衡板中，當下次再進入游戲時，可以將以前的歷史紀錄調(diào)出，與現(xiàn)有的游戲 相結(jié)合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種動感游戲裝置，包括一重力平衡板，用于測量使用者的體重信息和重心點位置數(shù)據(jù)信息，并將體重信息和/或重心點位置數(shù)據(jù)信息傳輸給游戲主機；游戲主機，通過有線或無線與所述重力平衡板相連接，包含有動作分析算法，根據(jù)獲得的體重信息和/或重心點位置數(shù)據(jù)信息還原使用者的實際動作，并根據(jù)還原的實際動作控制具體的游戲。本發(fā)明通過采集到的重心點位置數(shù)據(jù)信息和/或體重信息分析人體的實際動作，并利用這些動作控制游戲，實現(xiàn)動感游戲與健身互動。
文檔編號G01G19/50GK101991948SQ200910057779
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月27日
發(fā)明者喻應(yīng)東, 徐朔陽, 鄭文灝, 郝鋒 申請人:馳廣信息科技(上海)有限公司