一种基于5G信息传递的虚拟高尔夫模拟方法及其装置

技术领域

本发明属于虚拟高尔夫球场技术领域，尤其涉及基于5G信息传递的虚拟高尔夫模拟方法及其装置。

背景技术

高尔夫球运动是利用不同的高尔夫球杆(club)将高尔夫球打进球洞(hole)的一项运动项目。高尔夫球运动是一项具有特殊魅力的运动，让人们在优美的自然环境中锻炼身体、陶冶情操、修身养性、交流技巧，被誉为“时尚优雅的运动”。

虚拟高尔夫(亦称虚拟高尔夫或屏幕高尔夫)，是在高尔夫球基础上，因计算机技术而创新发展起来的运动，模拟高尔夫利用计算机情景模拟技术将室外真实的高尔夫球场模拟设计到一套软件系统中，并通过投影机投影展现在球手面前的(一个或三个)幕布上，同时通过传感器对球手击出的球的飞行数据进行采集分析，并时时将所击出球的实际飞行轨迹在投影幕布上显示出来。模拟高尔夫使用真实的高尔夫球和球杆，在30-40平方米的室内打位上实现球手和球场场景的互动：球手与在室外真实击球时一样挥杆，向幕布中的球场击球；画面显示出与真实球场一样的视觉感观，球的飞行角度、旋转量，旋转轴，左右出发角度、飞行距离、弹跳，球杆速度，杆面角度，球杆路径等与在真实球场打球时一样逼真。身处异地的高尔夫爱好者可以通过模拟高尔夫进行在线比赛，初学者可以通过模拟高尔夫的系统软件进行姿势校正。

虚拟高尔夫系统(golf simulator)是采用计算机三维处理技术及高速运动物体测量技术，通过传感器测量高尔夫球的飞行参数，由配套软件分析采集参数，模拟球的飞行轨迹，并使用高清晰投影仪在屏幕上模拟真实的高尔夫球场和击球场景的设备。使用者使用真实的高尔夫球杆、击打真实的高尔夫球，仿佛置身于真正的球场。

国际申请PCT/KR2019/003423提出一种当用户打击置于高尔夫打击垫的高尔夫球来进行推杆时，使由系统提供的推杆推荐方向信息也可以在高尔夫打击垫上提供，从而用户在虚拟高尔夫模拟装置等中进行推杆时能够与由系统提供的推杆推荐方向信息对应地按照由高尔夫打击垫提供的推杆导向来进行推杆，由此提高使系统向用户提供推杆推荐方向信息的效用性，且能够提高用户的便利性及推杆实力的推杆导向装置、利用其的虚拟高尔夫模拟装置及其控制方法。

中国发明专利公开文本CN109107145A提出一种虚拟高尔夫模拟装置和方法，具有预定尺寸的高尔夫空间，所述预定尺寸的高尔夫空间中具有进行高尔夫挥杆的击球区域；传感器，用于感测用户在所述预定尺寸的高尔夫空间中向前方向击球的运动及轨迹；处理器，所述处理器包括图像处理器和天气信息处理器，所述图像处理器用于处理图像信息，多声道扬声器装置，包括扬声器及声音信息处理器，所述扬声器安装在所述预定尺寸的高尔夫空间中，用于输出在所述虚拟高尔夫球场上产生的声音，并通过所述多声道扬声器装置输出与所述天气信息同步的立体声声音。

然而，发明人发现，现有技术的高尔夫练习空间都是室内不变的空间，练习者无法从空间尺度直观的实时感受自身的练习动作是否标准；此外，上述现有技术在具体实践中都存在不同程度的数据延迟，尤其是在多个练习者同时存在的情况下，由于所有练习者的数据均需要上传到统一的后台进行处理，图像处理过程耗费较多时间时，存在明显的数据延迟，极大的降低了用户体验。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种基于5G信息传递的虚拟高尔夫模拟方法及其装置。所述装置包括空间尺度可调的高尔夫模拟练习空间以及预定尺寸的可视化屏幕；多个传感器位于高尔夫击球区域和所述高尔夫球垫；所述高尔夫模拟练习空间包括两组滑动导轨，在所述两组滑动导轨上设置两组可随所述滑动导轨滑动的墙体屏；所述两组墙体屏和所述可视化屏幕构成所述空间尺度可调的高尔夫模拟练习空间；所述可视化屏幕配置至少一个边缘计算单元，所述边缘计算单元通过5G与所述多个传感器进行数据交互，并基于所述数据交互的结果控制所述墙体屏随所述滑动导轨滑动。本发明还公开基于上述装置实现的高尔夫练习模拟方法。本发明能够使得高尔夫练习者直观感受练习效果。

具体而言，在本发明的第一个方面，提供一种基于5G信息传递的虚拟高尔夫模拟装置。

作为本发明的第一个优点，所述装置包括空间尺度可调的高尔夫模拟练习空间；

所述装置还包括位于所述高尔夫模拟练习空间的至少一个高尔夫击球区域和位于所述击球区域的高尔夫球垫；

所述高尔夫模拟练习空间包括预定尺寸的可视化屏幕；

多个传感器位于高尔夫击球区域和所述高尔夫球垫；

作为本发明的再一个优点，所述高尔夫模拟练习空间包括两组滑动导轨，在所述两组滑动导轨上设置两组可随所述滑动导轨滑动的墙体屏；

所述两组墙体屏和所述可视化屏幕构成所述空间尺度可调的高尔夫模拟练习空间；

所述墙体屏和所述多个传感器进行无线数据通信；

作为本发明的又一个优点，所述可视化屏幕配置至少一个边缘计算单元，所述边缘计算单元通过5G与所述多个传感器进行数据交互，并基于所述数据交互的结果控制所述墙体屏随所述滑动导轨滑动。

更具体的，所述空间尺度可调是相对于高尔夫练习者来说，所述高尔夫模拟练习空间的空间尺度随着所述墙体屏沿所述滑动导轨移动而发生变化。

在具体实践中，所述装置包括多个所述高尔夫模拟练习空间；

所述多个高尔夫模拟练习空间位于预定距离的预定范围内，在所述预定范围内提供5G无线通信网络；

每个所述高尔夫模拟练习空间配置的所述边缘计算单元仅与其对应的高尔夫模拟练习空间的传感器进行无线通信。

在本发明的第二个方面，提供一种基于第一个方面的装置实现的虚拟高尔夫模拟练习方法，所述方法包括：

S1：第一传感器感测所述高尔夫球垫上是否放置高尔夫球；

如果是，则进入步骤S2：

S2：激活所述第二传感器和所述第三传感器；

S3：基于所述第二传感器感测的高尔夫球杆的第一运动状态参数，确定所述墙体屏的滑动方向和滑动速度；

S4：基于所述第三传感器感测的所述高尔夫球的第二运动状态参数，确定所述墙体屏的滑动停止位置。

其中，边缘计算单元基于所述第二运动状态参数进行边缘计算后，在所述可视化屏幕上显示本次高尔夫球击打后的模拟练习画面。

基于上述硬件采集的数据，本发明所述的方法通过将计算机程序指令自动化实现。因此，在本发明的第三个方面，还提供一种非易失性存储介质，用于存储上述计算机可执行程序指令，通过处理器和存储器执行上述可执行程序指令，用于实现前述的方法的各个步骤。

概括来说，相对于现有技术，本发明的有益效果至少体现在：

(1)将5G通信技术和边缘计算的本地计算属性相结合，通过尺度可调的模拟高尔夫练习空间，使得高尔夫练习者能够实时的体会自身的练习状态；

(2)在存在多个练习者(练习空间)的情况下，同时达到避免数据交叉传输的混乱以及数据实时处理的结果。

本发明的进一步优点将结合说明书附图在具体实施例部分进一步详细体现。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例的一种基于5G信息传递的虚拟高尔夫模拟装置的模块架构图

图2是图1所述装置的空间布局示意图

图3是图1所述装置中多个传感器的监测对象示意图

图4是图1所述装置中不同传感器的数据传输示意图

图5是基于图1所述装置实现的虚拟高尔夫模拟练习方法流程图。

具体实施方式

首先，参见图1，本发明一个实施例的一种基于5G信息传递的虚拟高尔夫模拟装置的模块组成架构图。

图1中，所述基于5G信息传递的虚拟高尔夫模拟装置包括空间尺度可调的高尔夫模拟练习空间、位于所述高尔夫模拟练习空间的至少一个高尔夫击球区域和位于所述击球区域的高尔夫球垫以及预定尺寸的可视化屏幕。

在图1中，多个传感器位于高尔夫击球区域和所述高尔夫球垫以及所述高尔夫模拟练习空间。

具体而言，参见图1，包括第一传感器、第二传感器和第三传感器。

此外，参见图1，所述高尔夫模拟练习空间导轨区域，在所述导轨区域包括两组滑动导轨，在所述两组滑动导轨上设置两组可随所述滑动导轨滑动的墙体屏A和墙体屏B。

在本发明的各个实施例中，所述两组墙体屏和所述可视化屏幕构成所述空间尺度可调的高尔夫模拟练习空间。

因此，对高尔夫练习者而言，所述高尔夫模拟练习空间的空间尺度随着所述墙体屏沿所述滑动导轨移动而发生变化。

在图1基础上，参见图2。图2示意性的表征了图1所述装置的空间布局图。

图1和图2中均包含三个传感器，即前述的第一传感器、第二传感器和第三传感器。

结合图1和图2，第一传感器用于感测所述高尔夫球垫上是否放置高尔夫球；所述第二传感器用于感测高尔夫球杆的第一运动状态参数；所述第三传感器用于感测所述高尔夫球的第二运动状态参数。

在本发明的各个实施例中，参见图3，第二传感器和第三传感器是基于第一传感器的检测结果而触发。

具体而言，所述第一传感器用于感测所述高尔夫球垫上是否放置高尔夫球；

如果所述第一传感器测到所述高尔夫球垫上已经放置高尔夫球，则激活所述第二传感器和所述第三传感器。

需要注意的是，此种配置是针对后续的5G网络空间各自配置的边缘计算单元针对性设置的，避免多个传感器之间的数据传输混乱。

作为一个示例，上述多个传感器可以是红外传感器类型感测装置，其发射红外光，接收由高尔夫球杆的头部反射的红外光或由于用户击球而移动的球，并且分析反射的红外光，从而执行感测；或者可以是发射激光的激光传感器类型的感测装置，通过感测到激光被高尔夫球杆的头部阻挡或者由于用户击球而移动的球并且分析被阻挡的激光，从而执行感测。

更具体的，所述第二传感器配置5G通信模块，通过所述5G通信模块将所述第一运动状态参数发送至所述墙体屏；

所述墙体屏基于所述第一运动状态参数沿所述滑动导轨滑动，所述滑动的速度和方向根据所述第一运动状态参数与第一标准阈值的比较得出。

作为本发明上述创新的关键性技术手段，其中，所述高尔夫球杆的第一运动状态参数包括挥杆起点高度、挥杆起始速度和挥杆击球落点高度；

所述第一标准阈值基于当前高尔夫练习用户的身高确定，包括挥杆起点高度标准值、挥杆起始速度标准值和挥杆击球落点高度标准值；

若所述挥杆起点高度大于所述挥杆起点高度标准值，则控制所述墙体屏沿所述导轨靠近所述高尔夫练习用户的方向滑动；

若所述挥杆起始速度大于所述挥杆起始速度标准值，则控制所述墙体屏的滑动速度逐步增大。

进一步的，进一步参见图4.

所述第三传感器配置5G通信模块，通过所述5G通信模块将所述第二运动状态参数发送至所述边缘计算单元；

所述边缘计算单元基于所述第二运动状态参数进行边缘计算后，在所述可视化屏幕上显示本次高尔夫球击打后的模拟练习画面，并基于所述边缘计算的结果改变所述墙体屏的滑动状态。

作为进一步的优选，所述边缘计算还可以同时基于第一运动状态参数和第二运动状态参数，从而在所述可视化界面上全流程的展示本次高尔夫练习的模拟全流程过程画面。

因此，此时，第二传感器和第三传感器可同时将检测到各自的传感数据发送至所述边缘计算单元。

作为更具体的技术手段，所述基于所述边缘计算的结果改变所述墙体屏的滑动状态，包括：

基于所述可视化屏幕上显示本次高尔夫球击打后的模拟练习画面中的模拟高尔夫球的落点位置，确定所述所述墙体屏的滑动停止位置。

作为更进一步的优选，可在高尔夫练习场地配置多个所述高尔夫模拟练习空间。

其中，所述多个高尔夫模拟练习空间位于预定距离的预定范围内，在所述预定范围内提供5G无线通信网络；每个所述高尔夫模拟练习空间配置的所述边缘计算单元仅与其对应的高尔夫模拟练习空间的传感器进行无线通信。

在本发明的各个实施例中，所述边缘计算单元为具备本地边缘计算能力的边缘计算终端。

边缘计算，是指在靠近物或数据源头的一侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台，就近提供最近端服务。其应用程序在边缘侧发起，产生更快的网络服务响应，满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求。

本实施例中，更特殊的，边缘计算是在靠近数据产生源段(即所述高尔夫模拟练习空间内部的传感器)的一侧的本地计算，无需时刻与外界保持沟通，而仅在本地具备一定数据分析和处理能力的引擎模型基础上，在本地独立进行数据分析，并且仅与其对应的高尔夫模拟练习空间的传感器进行无线通信，同时，第三传感器基于第一传感器触发，使得第二传感器和第三传感器发送至边缘计算单元的数据尽在本地高尔夫模拟练习空间内部传输。

在图1-图4的实施例基础上，图5给出了一种虚拟高尔夫模拟方法，所述模拟方法基于图1-图4所述的一种基于5G信息传递的虚拟高尔夫模拟装置实现。

具体来说，所述方法包括如下步骤：

S1：第一传感器感测所述高尔夫球垫上是否放置高尔夫球；

如果是，则进入步骤S2：

S2：激活所述第二传感器和所述第三传感器；

S3：基于所述第二传感器感测的高尔夫球杆的第一运动状态参数，确定所述墙体屏的滑动方向和滑动速度；

S4：基于所述第三传感器感测的所述高尔夫球的第二运动状态参数，确定所述墙体屏的滑动停止位置。

边缘计算单元基于所述第二运动状态参数进行边缘计算后，在所述可视化屏幕上显示本次高尔夫球击打后的模拟练习画面。

基于上述硬件采集的数据，本发明所述的方法通过将计算机程序指令自动化实现。因此，额外的实施例还提供一种介质，用于存储上述计算机可执行程序指令，通过处理器和存储器执行上述可执行程序指令，用于实现前述的方法的各个步骤。

总体来说，相对于现有技术，本发明通过将5G通信技术和边缘计算的本地计算属性相结合，通过尺度可调的模拟高尔夫练习空间，使得高尔夫练习者能够实时的体会自身的练习状态，并且在存在多个练习者(练习空间)的情况下，同时达到避免数据交叉传输的混乱以及数据实时处理的结果。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。