基于真实球拍的协同式增强现实乒乓球系统构建方法

摘要

本发明涉及基于真实球拍的协同式增强现实乒乓球系统构建方法，包括：根据系统获取的视频图像，利用颜色特征进行真实乒乓球球拍的检测和跟踪；设计实现虚拟场景与真实场景的虚实三维注册，将虚拟场景映射到真实球拍、参与用户、真实环境的视频图像空间坐标系；根据真实球拍的运动信息设计实现虚拟乒乓球与真实球拍、虚拟球桌、虚拟球网等对象之间的碰撞检测，确定和表现虚拟乒乓球碰撞后的运动轨迹；给出有限状态机和消息处理机制，控制乒乓球系统运行过程的各种状态转换，确保多个用户具有相同的乒乓球运动体验。本发明可广泛应用推广到交互式数字娱乐、体育研究与训练模拟、远程教育与培训等领域。

主权项

基于真实球拍的协同式增强现实乒乓球系统构建方法，其特征在于包含以下步骤：1)捕获本地的视频数据，用于真实乒乓球拍的跟踪注册和发送给对方用户显示；2)利用颜色特征检测和跟踪真实乒乓球球拍，进行虚拟场景与真实场景的虚实三维注册，将虚拟场景映射到真实球拍、参与用户、真实环境的视频图像空间坐标系；3)根据真实球拍的运动信息，进行虚拟乒乓球与真实球拍、虚拟球桌、虚拟球网各对象之间的碰撞检测，并确定和表现虚拟乒乓球碰撞后的运动轨迹；4)给出有限状态机，控制乒乓球系统运行过程的各种状态转换，确保双方用户具有相同的乒乓球运动体验；5)本地发送消息给对方，以完成双方通信并改变双方所处状态，发送的消息包括连接建立消息、视频数据消息、球拍位置消息、球的位置消息、球出界或触网消息；6)本地接收对方发送的消息，并将接收到的消息放到消息堆栈中，待消息处理模块读取和处理；7)消息处理模块根据收到的消息设置本地虚拟乒乓球的位置，将接收到的视频数据消息传给绘制模块，并改变当前乒乓球系统运行过程的状态；8)虚拟物体绘制，根据真实乒乓球桌和乒乓球的大小和颜色绘制虚拟物体，用户打球的位置离摄像头的距离为球桌的长度；通过网络连接双方用户，并在该网络平台下收发消息，保证双方用户之间的通信正常；9)显示增强现实视频，将对方传输过来的压缩视频数据进行解压，将本地的球拍用虚拟球拍的方式显示在视频中，同绘制的虚拟物体一起显示。