本发明专利技术提供了一种虚拟格斗训练装置，涉及交互设备技术领域，包括：仿生训练机器人、运动数据捕捉系统和虚拟格斗分析系统；仿生训练机器人用于对训练人员的动作和指令进行识别，根据识别结果控制机械结构做出相对应的动作，并进行模拟语音互动，还用于根据用户设置模式控制机械结构做出相对应的陪练动作；运动数据捕捉系统用于捕捉训练人员的姿态和生理变化信息；虚拟格斗分析系统用于对格斗训练过程及场景进行模拟仿真，并根据训练人员不同训练状态下的姿态和生理变化信息对格斗训练数据进行分析和显示，相应地，还公开了一种虚拟格斗训练方法，本发明专利技术能够通过仿生训练机器人和用户体感数据捕捉及VR设备辅助的方法，对训练人员进行格斗训练。进行格斗训练。进行格斗训练。
【技术实现步骤摘要】
一种虚拟格斗训练装置及方法
[0001]本专利技术涉及交互设备
，尤其涉及到一种虚拟格斗训练装置及方法。
技术介绍
[0002]真人格斗训练的训练成本和安全难度较高，而简单的训练桩、训练沙袋，只能做单一的力量和动作训练，无法让训练人员快速掌握格斗技巧，并针对自身的缺陷进行系统化的训练。现有的训练机器人虽然可以按照用户设置的参数进行辅助训练，但是不能精确的获取训练人员在训练过程中的训练数据，进而进行分析和动作指导，且不能对训练人员的动作进行智能化识别和安全提醒。
[0003]综上所述，如何克服上述缺陷，是本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
[0004]本方案针对上文提到的问题和需求，提出一种虚拟格斗训练装置及方法，其由于采取了如下技术方案而能够解决上述技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种虚拟格斗训练装置，包括：仿生训练机器人、运动数据捕捉系统和虚拟格斗分析系统；
[0006]所述仿生训练机器人用于对训练人员的动作和指令进行识别，根据识别结果控制机械结构做出相对应的动作，并进行模拟语音互动，还用于根据用户设置模式控制机械结构做出相对应的陪练动作；
[0007]所述仿生训练机器人和所述运动数据捕捉系统均通过无线通信方式与所述虚拟格斗分析系统相连接，所述运动数据捕捉系统用于捕捉训练人员的姿态和生理变化信息；
[0008]所述虚拟格斗分析系统用于对格斗训练过程及场景进行模拟仿真，并根据训练人员不同训练状态下的姿态和生理变化信息对格斗训练数据进行分析和显示。
[0009]进一步地，所述仿生训练机器人包括主躯干本体和所述主躯干本体两侧活动连接的机械臂，每个机械臂由机械上臂和机械前臂组成，所述机械上臂的两端均滑动连接有万向球头，两个万向球头的底部分别通过肩关节连接所述主躯干本体和通过肘关节连接所述机械前臂。
[0010]更进一步地，所述仿生训练机器人还包括设置在所述主躯干本体上的智能控制模块，所述智能控制模块包括动作控制模块和控制器模块；
[0011]所述动作控制模块包括第一动作模块、第二动作模块和两组压力传感器模块，所述第一动作模块设置在所述肩关节处，所述第二动作模块设置在所述肘关节处，所述第一动作模块包括用于驱动肩关节和肘关节进行多自由度转动的液压缸、第一电磁阀，所述第一电磁阀与所述液压缸电连接，所述第一电磁阀通过驱动电路与所述控制器模块电连接，所述两组压力传感器模块均与所述控制器模块电连接，所述两组压力传感器模块分别设置在两侧机械臂表面，所述两组压力传感器模块用于获取训练力度和有效攻击数据，所述第二动作模块与所述第一动作模块的结构相同；
[0012]控制器模块用于根据模拟的格斗攻击参数和训练人员语音、动作识别结果输出控制信号至所述动作控制模块并接收所述动作控制模块的反馈信号，所述控制器模块包括控制器、存储器和无线通讯模块。
[0013]更进一步地，所述智能控制模块还包括语音交互模块和图像识别模块；
[0014]所述语音交互模块包括语音播放器、语音合成器、拾音咪头和音频识别模块，所述语音合成器与所述控制器电连接，所述语音合成器接收所述控制器发出的语音控制信号控制所述语音播放器播放预设语音信息，所述拾音咪头用于获取训练人员的语音指令信息，并将语音指令信息传输至所述音频识别模块，所述音频识别模块对所述语音指令信息进行滤波处理和语音识别，并将语音识别结果发送至所述控制器；
[0015]所述图像识别模块包括摄像头和图像识别器，所述摄像头用于获取训练者的图像数据，所述图像识别器和所述摄像头相连接，所述图像识别器基于姿态识别算法根据获取的图像数据提取训练人员的动态姿态特征数据，将所述动态姿态特征数据与危险动作数据库中的动态姿态特征数据进行比较，判断危险等级，并将判断结果发送至所述控制器，当危险等级超过安全阈值时，控制器控制所述动作控制模块停止动作，并向所述虚拟格斗分析系统发送报警信号。
[0016]更进一步地，所述运动数据捕捉系统穿戴在训练人员身上，所述运动数据捕捉系统包括防护头盔模块和格斗手套模块；
[0017]所述防护头盔模块包括第一姿态传感器组、VR眼部传导设备和蓝牙模块，所述第一姿态传感器组用于采集所述用户的当前头部姿态信息，并将所述用户的当前头部姿态信息通过所述蓝牙模块传输至所述虚拟格斗分析系统，所述VR眼部传导设备用于接收虚拟场景信息；
[0018]所述格斗手套模块包括温度测量模块、心率测量模块、振动提醒模块、第二姿态传感器组和微控制模块，所述温度测量模块、所述心率测量模块、所述振动提醒模块和所述第二姿态传感器组均与所述微控制模块电连接，所述温度测量模块用于采集训练人员的体温变化信息，所述心率测量模块用于采集训练人员的心率变化信息，所述振动提醒模块用于训练时长记录，并在训练达到预设时间后通过振动传感器进行振动提醒，所述第二姿态传感器组用于采集所述用户的当前手部姿态信息，并将所述用户的当前手部姿态信息通过所述微控制模块传输至所述虚拟格斗分析系统。
[0019]更进一步地，所述虚拟格斗分析系统包括虚拟格斗仿真模块、参数分析模块和显示模块；
[0020]所述虚拟格斗仿真模块包括虚拟场景编辑模块，所述虚拟场景编辑模块用于对虚拟空间的摄像头位置点、视野距离、动态元素以及环境进行编辑管理，并将场景数据传输之所述VR眼部传导设备；
[0021]所述参数分析模块包括第一分析模块和第二分析模块，所述第一分析模块用于接收所述控制器模块上传的压力传感信息，并对所述压力传感信息进行分析得到训练力度和有效攻击数据，还用于接收用户选择的训练参数，并将训练参数信息发送至所述控制器模块，由控制器模块控制仿生训练机器人进行动作和图像识别，以及语音交互，所述第二分析模块用于对训练人员不同训练状态下的姿态和生理变化信息进行分析得到训练格斗训练人员当前训练阶段的数据分析报告；
[0022]所述显示模块用于对仿真训练过程数据和数据分析报告进行可视化显示。
[0023]更进一步地，所述虚拟格斗分析系统还包括数据存储模块和训练报告模块；所述数据存储模块用于存储仿生训练机器人和运动数据捕捉系统上传及反馈的交互数据信息；所述训练报告模块与所述参数分析模块相连接，所述训练报告模块用于根据训练人员的参数分析结果、本次训练时长生成格斗训练报告。
[0024]一种虚拟格斗训练方法，基于上述的虚拟格斗训练装置进行格斗训练，具体包括：
[0025]用户选择训练参数，根据训练参数匹配训练模式，并将匹配信息发送至仿生训练机器人和训练人员穿戴的VR眼部传导设备；
[0026]训练时，仿生训练机器人对训练人员的动作和指令进行识别，根据识别结果控制机械结构做出相对应的动作，并进行模拟语音互动，以及根据用户设置模式控制机械结构做出相对应的陪练动作；
[0027]通过运动数据捕捉系统捕捉训练人员的姿态和生理变化信息，并将变化信息发送给虚拟格斗分析系统；
[0028]虚拟格斗分析系本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种虚拟格斗训练装置，其特征在于，包括：仿生训练机器人、运动数据捕捉系统和虚拟格斗分析系统；所述仿生训练机器人用于对训练人员的动作和指令进行识别，根据识别结果控制机械结构做出相对应的动作，并进行模拟语音互动，还用于根据用户设置模式控制机械结构做出相对应的陪练动作；所述仿生训练机器人和所述运动数据捕捉系统均通过无线通信方式与所述虚拟格斗分析系统相连接，所述运动数据捕捉系统用于捕捉训练人员的姿态和生理变化信息；所述虚拟格斗分析系统用于对格斗训练过程及场景进行模拟仿真，并根据训练人员不同训练状态下的姿态和生理变化信息对格斗训练数据进行虚拟分析和显示。2.如权利要求1所述的虚拟格斗训练装置，其特征在于，所述仿生训练机器人包括主躯干本体和所述主躯干本体两侧活动连接的机械臂，每个机械臂由机械上臂和机械前臂组成，所述机械上臂的两端均滑动连接有万向球头，两个万向球头的底部分别通过肩关节连接所述主躯干本体和通过肘关节连接所述机械前臂。3.如权利要求2所述的虚拟格斗训练装置，其特征在于，所述仿生训练机器人还包括设置在所述主躯干本体上的智能控制模块，所述智能控制模块包括动作控制模块和控制器模块；所述动作控制模块包括第一动作模块、第二动作模块和两组压力传感器模块，所述第一动作模块设置在所述肩关节处，所述第二动作模块设置在所述肘关节处，所述第一动作模块包括用于驱动肩关节和肘关节进行多自由度转动的液压缸、第一电磁阀，所述第一电磁阀与所述液压缸电连接，所述第一电磁阀通过驱动电路与所述控制器模块电连接，所述两组压力传感器模块均与所述控制器模块电连接，所述两组压力传感器模块分别设置在两侧机械臂表面，所述两组压力传感器模块用于获取训练力度和有效攻击数据，所述第二动作模块与所述第一动作模块的结构相同；控制器模块用于根据模拟的格斗攻击参数和训练人员语音、动作识别结果输出控制信号至所述动作控制模块并接收所述动作控制模块的反馈信号，所述控制器模块包括控制器、存储器和无线通讯模块。4.如权利要求2所述的虚拟格斗训练装置，其特征在于，所述智能控制模块还包括语音交互模块和图像识别模块；所述语音交互模块包括语音播放器、语音合成器、拾音咪头和音频识别模块，所述语音合成器与所述控制器电连接，所述语音合成器接收所述控制器发出的语音控制信号控制所述语音播放器播放预设语音信息，所述拾音咪头用于获取训练人员的语音指令信息，并将语音指令信息传输至所述音频识别模块，所述音频识别模块对所述语音指令信息进行滤波处理和语音识别，并将语音识别结果发送至所述控制器；所述图像识别模块包括摄像头和图像识别器，所述摄像头用于获取训练者的图像数据，所述图像识别器和所述摄像头相连接，所述图像识别器基于姿态识别算法根据获取的图像数据提取训练人员的动态姿态特征数据，将所述动态姿态特征数据与危险动作数据库中的动态姿态特征数据进行比较，判断危险等级，并将判断结果发送至所述控制器，当危险等级超过安全阈值时，控制器控制所述动作控制模块停止动作，并向所述虚拟格斗分析系统发送报警信号。
5.如权利要求4所述的虚拟格斗训练装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈炳森，苏小缘，
申请(专利权)人：福建启森科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。