一种基于AR识别技术的物媒体育教学系统

摘要

本发明公开了一种基于AR识别技术的物媒体育教学系统，包括视频获取模块、增强现实识别模块、增强现实图像生成模块、三维图像输出模块、教学数据存储模块、课程管理模块，通过设置视频获取模块、增强现实识别模块、增强现实图像生成模块、三维模型模块和图像输出模块，将三维的模拟动画输出展示，更加形象直观，便于用户对照学习，解决了需要去健身房锻炼不便的弊端，为用户提供了多样化学习模式。

说明书

技术领域

本发明涉及增强现实技术领域，更具体的说是涉及一种基于AR识别技术的物媒体育教学系统。

背景技术

随着人们生活水平的提高以及运动意识的增强，越来越多的人愿意在不同的体育运动，如篮球、瑜伽等投入更多的时间与精力；然而，由于时间碎片化、生活节奏快，每周定时抽出一段时间去参加健身房的教学课程变得愈发困难。

因此，如何提供一种基于AR识别技术的物媒体育教学系统是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于AR识别技术的物媒体育教学系统，以解决现有技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于AR识别技术的物媒体育教学系统，包括：

视频获取模块，实时获取用户使用带有增强现实标识的健身器材进行训练的实景视频；

增强现实识别模块，识别实景视频信息中的增强现实标识并计算得到增强现实标识的参数信息；

增强现实图像生成模块，根据用户手持训练器材上的增强现实标识的参数信息控制三维模型进行动作，将实景视频和三维模型模块中的虚拟角色和物体的三维动画模型动作融合，生成最终的增强现实视频图像；

教学数据存储模块，用于存储系统数据、三维模型模块及教师的教学资源数据：

课程管理模块，用于管理教师的授课情况和用户的学习情况。

优选的，所述增强现实识别模块包括标识识别单元和参数计算单元，

所述标识识别单元，对所述实景视频进行处理，查找视频图像中所有的增强现实标识并识别；

所述参数计算单元对所识别的增强现实标识的平移和旋转系数进行计算，得到其三维六自由度姿态信息。

优选的，所述课程管理模块包括授课教师模块和用户模块，所述授课教师模块用于管理教师的教学情况，所述用户模块用于管理用户的学习情况。

优选的，所述授课教师模块包括课程设置模块、身份验证模块和资源传输模块，所述课程设置模块用于设置对应体育项目的课程时长、教学模式，所述身份验证模块用于进行角色权限的验证，所述资源传输模块用于进行体育项目教学资源上传。

优选的，所述用户模块包括学习进度管理模块、留言咨询模块和课件下载模块，所述学习进度管理模块用于管理用户的学习进度，所述留言咨询模块用于对学习过程中遇到的疑问进行留言咨询，所述课件下载模块用于下载基于AR技术的体育教学课件。

优选的，所述增强现实图像生成模块通过控制虚拟角色和物体的三维动画模型进行动作，引导使用者进行健身运动。

优选的，还包括评价分数生成模块，用于根据用户动作数据与标准动作数据之间的差异，生成度量所述用户动作的评价分数。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基于AR识别技术的物媒体育教学系统，通过AR识别技术解决了需要去健身房锻炼不便的弊端，为用户提供了多样化学习模式，而且通过三维的模拟动画输出展示，更加形象直观，便于用户对照学习。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的基于AR识别技术的物媒体育教学系统原理框。

图2附图为本发明提供的课程管理模块原理框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种基于AR识别技术的物媒体育教学系统，如图1所示，包括：

视频获取模块，实时获取用户使用带有增强现实标识的健身器材进行训练的实景视频。

增强现实识别模块，分析实景视频信息，识别视频信息中的增强现实标识并计算得到增强现实标识的参数信息。具体的，增强现实识别模块包括标识识别单元和参数计算单元，其中，

标识识别单元对实景视频进行处理，查找视频图像中所有的增强现实标识并将其一一识别。具体的，标识识别单元先对实景视频图像进行处理：将图像二值化，并搜索、定位增强现实标识的黑色方框，将增强现实标识与教学数据存储模块中的标识进行模板匹配来识别该标识。

参数计算单元对所识别的增强现实标识的平移和旋转系数进行计算，得到其三维六自由度姿态信息。具体的，参数计算单元中，参数为增强现实标识的六自由度位置姿态信息，分别是3个平移系数和3个旋转系数。

具体的，计算增强现实标识的三维姿态数据的具体的计算方法是：由增强现实标识四个角的图像平面坐标以及虚拟角色和物体的三维坐标建立关系式计算转换矩阵；再由转换矩阵，进一步提取具体的姿态参数。

增强现实图像生成模块，根据用户手持训练器材上的增强现实标识的参数信息控制虚拟角色和物体的三维动画模型进行动作；将实景视频和三维模型模块中的虚拟角色和物体的三维动画模型动作融合，生成最终的增强现实视频图像。具体的，增强现实图像生成模块通过控制虚拟角色和物体的三维动画模型进行动作，引导使用者进行健身运动。

三维图像输出模块，输出并采用三维成像技术展示最终的增强现实视频图像。

教学数据存储模块，用于存储系统数据、三维模型模块及教师的教学资源数据；三维模型模块，存储虚拟角色和物体的三维动画模型。

课程管理模块，用于管理教师的授课情况和用户的学习情况。

具体的，如图2所示，课程管理模块包括授课教师模块和用户模块，授课教师模块用于管理教师的教学情况，用户模块用于管理用户的学习情况。

授课教师模块包括课程设置模块、身份验证模块和资源传输模块，课程设置模块用于设置对应体育项目的课程时长、教学模式，身份验证模块用于进行角色权限的验证，资源传输模块用于进行体育项目教学资源上传。

用户模块包括学习进度管理模块、留言咨询模块和课件下载模块，学习进度管理模块用于管理用户的学习进度，留言咨询模块用于对学习过程中遇到的疑问进行留言咨询，课件下载模块用于下载基于AR技术的体育教学课件。

在本实施例中，还包括评价分数生成模块，用于根据用户动作数据与标准动作数据之间的差异，生成度量用户动作的评价分数，有利于用户了解自己锻炼情况。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。