[发明专利]一种将人体实际运动变换到虚拟场景中运动的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过能量消耗将人体运动映射到虚拟场景中运动的方法，属于人体能量消耗测量技术领域。

背景技术

随着社会经济的不断发展，生活水平的不断提高，人们越来越关注自己的健康，为自己制定各种运动方案来健身，因此出现了各种健身器材以及用于监视运动方案的装置。

现有的监视运动方案的装置能够实时检测出该运动方案能量的消耗，同时检测出该运动方案的运动距离，但是，对于不同的运动方案，其运动距离是不同的，因此不能通过运动距离来判断运动方案之间到底谁的耗能大。

另外，现有技术只能在现实环境下监测实时的运动能量消耗以及运动的距离，而不能监测在其他地理环境的路径下，消耗同等体力所能达到的运动距离。

发明内容

本发明针对上述问题的不足，提出一种将人体实际运动变换到虚拟场景中运动的方法，该方法能够通过虚拟场景中终点的位置，判断不同运动或者同种运动之间的能量消耗。

本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种将人体实际运动变换到虚拟场景中运动的方法，对人体实际运动消耗的能量进行测量,以运动消耗的能量为媒介,将测量得到的人体实际运动消耗的能量映射为虚拟运动所消耗的能量,得到该虚拟运动在虚拟场景的运动路径的距离，进而得到该虚拟运动的运动终点。

包括以下步骤：

步骤一、将运动分为不同的运动模式，通过人体佩戴的三轴加速度传感器获得运动时产生相应的加速度信息；

步骤二、采样：针对不同的运动模式，对其运动产生的检验加速度信息进行采样，确定出其相应运动模式的运动模式检验区间，同时得到各运动模式下的虚拟运动速度；

步骤三、建立模型：根据人体身高、体重、年龄、性别、以及采样的加速度信息、运动模式，建立各运动模式相应的能耗模型；

步骤四、人体实际运动时，通过三轴加速度传感器获得此时运动产生相应的加速度信息，并将该加速度信息与步骤二中确定的运动模式检验区间进行比较检验，从而确定出其运动模式；

步骤五，根据步骤四中判断的运动模式，选择步骤三中相应的能耗模型，将步骤四中人体实际运动测得的加速度信息代入到该能耗模型中进行求解，从而得出其实际运动消耗的能量；

步骤六，在虚拟场景中规划虚拟运动的运动路径，令A、B为该路径上的两点，A为起始点，B为运动终点，记A点到B点的距离为d_AB以及A点到B点的高为h_AB，建立距离d_AB、高h_AB分别关于A、B位置信息的模型，其中，A点位置信息已知；

步骤七，在步骤六中规划的虚拟运动路径上选择一种运动模式，建立关于运动模式、人体身高、体重、年龄、性别、以及加速度信息、虚拟运动时间、风速、海拔高度，雨的降水量，降雪量以及温度的虚拟能量消耗模型；

步骤八、根据步骤五得到的实际运动消耗的能量以及步骤七得到的虚拟能量消耗模型，由实际运动消耗的能量等于虚拟能量消耗，得到该虚拟运动在虚拟运动路径上的虚拟运动时间；

步骤九、建立虚拟运动关于虚拟运动速度、虚拟运动时间、距离d_AB的关系式，根据步骤二得到的虚拟运动速度和步骤八得到的虚拟运动时间得出距离d_AB，由步骤六中得出的距离d_AB、高h_AB分别关于A、B位置信息的模型，进而得出B点的位置信息，从而确定出B点的位置。

所述步骤二中相应运动模式的运动模式检验区间的确定方法，包括以下步骤：

步骤二一，采样，首先在采样时长内给定一种运动模式，获取三轴加速度传感器在采样时长内的加速度信息；

步骤二二，确定检验区间；根据三轴加速度传感器的加速度信息，并计算三轴加速度传感器的加速度信息平均功率，同时确定加速度信息波动区间，进而确定三轴加速度传感器的加速度信息检验区间；

步骤二三，换另一种运动模式，重复步骤二一、二二，得到该运动模式的三轴加速度传感器的加速度信息检验区间，该加速度信息检验区间即为运动模式检验区间。

所述步骤二中各运动模式下的虚拟运动速度的确定方法，包括以下步骤：

步骤二四，采样，首先在采样时长内给定一种运动模式，获取三轴加速度传感器在采样时长内的加速度信息；

步骤二五，根据三轴加速度传感器的加速度信息，确定该运动模式的运动速度；并对该采样时长内得到的运动速度求平均值，将该平均值作为该运动模式的虚拟运动速度；