阅读说明：本技术 一种多人射击游戏系统和射击者识别方法 (Multi-player shooting game system and shooter identification method ) 是由 李辉熠 罗喜平 于 2019-10-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种多人射击游戏系统,包括显示游戏画面的屏幕、多个设有激光发射器的射击设备、激光摄像组件和运行游戏程序的游戏主机。其中激光摄像组件设有多个分别识别不同波长红外激光的激光感应器,射击设备的激光发射器可控制所发射激光束的截面形状。本发明还提供一种应用于上述多人射击游戏系统的一种射击者识别方法。本发明具有可准确区分不同射击者同时发出的射击,玩家数量可扩展性高,适合多人场景的特点。(The invention discloses a multi-player shooting game system, which comprises a screen for displaying game pictures, a plurality of shooting devices provided with laser transmitters, a laser camera shooting component and a game host for running game programs. Wherein the laser camera shooting component is provided with a plurality of laser sensors which respectively identify infrared lasers with different wavelengths, and the laser emitter of the shooting equipment can control the section shape of the emitted laser beam. The invention also provides a shooter identification method applied to the multi-player shooting game system. The invention has the characteristics of capability of accurately distinguishing the shots sent by different shooters simultaneously, high expandability of the number of players and suitability for multi-player scenes.)

一种多人射击游戏系统和射击者识别方法

技术领域

本发明涉及模拟游戏系统，具体涉及一种多人射击游戏系统和射击者识别方法。

背景技术

红外激光射击最初的需求源于军事训练，后发展为一种流行的模拟射击游戏。大屏幕双人或多人模拟射击游戏系统在电玩厅等娱乐休闲场所已流行多年，期间技术也不断升级。早期市面的一些模拟激光射击系统绝大部分是根据激光枪的动作来捕捉位置。这样有非常大的缺陷。首先是射击位置的识别不准确，当激光枪平行移动时无偏角产生，则无法识别射击点的移动。累计产生的误差最终会导致识别功能无法正常使用，必须频繁执行校准程序。其次是成本过高，对枪体的位置状况进行判断要使用到许多复杂的设备，例如陀螺仪等。通过图像采集技术，通过识别红外激光在屏幕上产生的光斑位置是一种准确有效的识别射击位置的技术手段，但在多人射击的场景下无法区分不同的射击者。一些现有技术通过采集到射击的激光信号和射击装置发出激光的时间辅助识别射击者，但这一方法容易产生误差，特别是在多个射击装置同时射击时无法准确区分不同的射击者。

专利文件CN109833621A公开了一种多波长红外激光射击点识别系统，该系统为不同射击者分配不同的红外波长，再利用可以识别不同波长的摄像装置对不同设计者进行区分。这种方法的确可以有效的区分射击者，但实现不同的波长的识别需要使用不同的光感应器，这使得摄像头组件结构复杂且成本高昂。同时，在玩家数量增加的情况下，不仅需要相应的增加不同波长的红外激光发射器和感应器，而且因为波段有限，不同玩家被分配到的激光波长直接的差距也会被压缩。这会导致对不同波长的红外光斑难以进行区分，进而影响对射击者识别的准确度。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种多人射击游戏系统和射击者识别方法，其具有可准确区分不同射击者同时发出的射击，玩家数量可扩展性高，适合多人场景的特点。

一种多人射击游戏系统包括显示游戏画面的屏幕、多个设有激光发射器的射击设备、激光摄像组件和运行游戏程序的游戏主机。激光摄像组件设有多个分别识别不同波长红外激光的激光感应器。射击设备的激光发射器可控制所发射红外激光的截面形状。

进一步，激光感应器设有对应的滤波片，仅保留激光感应器可识别波长的红外激光射击在屏幕上形成的红外光斑图像。

进一步，屏幕由投影仪和投影幕组成，投影幕表面对红外波段的光反射率大于90%。

进一步，射击设备内置扬声器。射击设备与游戏主机连接时播放游戏射击音效，射击设备与游戏主机连接意外断开时播放语音提示信息。

进一步，射击设备通过无线通讯模块与游戏主机无线连接。优选地，无线通讯模块使用Wi-Fi、WLAN、蓝牙、近场通信、或超宽频UWB技术。

进一步，射击设备还包括PLC控制器，控制激光发射器的闪烁模式，包括闪烁频率、闪烁间隔、闪烁亮度变化或其组合。

进一步，闪烁模式的时长不超过游戏画面播放帧的长度，闪烁模式的闪烁频率不高于激光摄像组件捕捉图像的频率。

本发明还提供一种应用于上述多人射击游戏系统的一种射击者识别方法。

为每一个射击者分配独有的射击激光的波长、形状或其组合。激光摄像组件监控屏幕的显示范围，监测象征射击的指定波长的红外光斑作为射击输入，监测到射击输入时按如下步骤识别射击者：

步骤1.识别射击输入与屏幕显示内容的相对位置作为游戏中的射击位置，击中游戏对象时通知游戏程序执行击中效果。

步骤2.识别射击输入的波长、形状或其组合。

步骤3.将步骤2得到的识别结果对比所有射击者的分配记录，找到与识别结果一致的分配记录并通知游戏程序将该射击注册至对应的射击者名下。

进一步，还包括为每一个射击者分配射击激光的闪烁模式，包括闪烁频率、闪烁间隔、闪烁亮度变化或其组合。步骤2包括识别射击输入的闪烁模式。

与现有技术相比，本发明的一种多人射击游戏系统和射击者识别方法具有如下有益效果：

（1）激光发射器发射不同截面形状的激光，可以结合截面形状和不同波长形成多个可区分的独特组合。这样在支持的射击者数量相同时，可以减少激光摄像组件中必须设置的激光感应器数量，有效地降低了硬件成本。例如在支持4名射击者同时游戏时，若仅使用不同波长的激光识别射击者，激光摄像组件需要分别对应不同射击者的射击设备所发出不同波长的激光设置4组激光感应器。而在加入对发射激光截面形状的控制后，如支持2种不同形状则仅需设置2组对应不同波长的激光感应器。

（2）同时，结合不同的波长和发射激光截面形状用于识别不同的射击者，在支持相同数量的射击者时减少使用的不同波长的数量，在使用的不同波长的数量相同的情况下可以支持更多的不同射击者同时游戏。在需要支持的射击者数量相同的情况下，可以在使用的波段范围内拉开不同波长之间的间隔，更有利于准确地区分和识别不同波长的发射激光，有效地提高了对不同射击者识别的准确度。

（3）进一步，通过PLC控制器为不同射击者的射击激光分配包括闪烁频率、闪烁间隔、闪烁亮度变化或其组合的闪烁模式，可通过软件进一步增加支持同时的射击者数量。

附图说明

图1是本发明实施例1的侧面结构示意图；

图2是本发明实施例2的俯视结构示意图。

附图编号说明：

1、游戏主机；2、屏幕；21、投影仪；22、投影幕；3、激光摄像组件；4、射击设备。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明的一种多人射击游戏系统和射击者识别方法做进一步详细说明。

实施例1

参照图1，一种多人射击游戏系统包括游戏主机1、屏幕2、激光摄像组件3和四个射击设备4，屏幕2、激光摄像组件3和射击设备4均与游戏主机1相连。该系统为箱式一体结构，与游戏电玩厅中常见的二人射击游戏机外形相似。箱体底部为游戏主机1，主机的内侧背面上部设为屏幕2，正对箱体正面上部开口的一侧。屏幕2成略微向上倾斜的角度，方便激光摄像组件3捕捉屏幕2范围内的图像信息。

箱体正面的顶部设置激光摄像组件3，朝箱体的内部并向下倾斜设置，捕捉屏幕2范围内的图像信息。激光摄像组件3包含多个分别识别不同波长红外激光的激光感应器，激光感应器所识别的红外波长与射击设备4所发出的发射激光的波长相对应。激光感应器设有对应的滤波片，仅保留激光感应器可识别波长的红外激光射击在屏幕2上形成的红外光斑图像。

四个射击设备4分别于游戏主机1通过数据线连接，同时游戏主机1通过数据线为射击设备4提供电能。射击设备4的外形模仿***，内部设有发射指定波长的红外激光的激光发射器，红外激光为发射激光并于射击设备4的枪口处向前直射发出。激光发射器配置衍射版，通过使用不同的衍射版可以发射出不同横截面的发射激光，其接触屏幕2时产生对应形状的红外光斑。激光发射器也可以使用特殊的透镜组合达到发射特定形状的发射激光的效果。

射击设备4还包括PLC控制器，控制激光发射器的闪烁模式，包括闪烁频率、闪烁间隔、闪烁亮度变化或其组合。闪烁模式的时长不超过游戏画面播放帧的长度，闪烁模式的闪烁频率不高于激光摄像组件3捕捉图像的频率。

优选地，射击设备4内置扬声器和震动马达，在射击者游戏时播放对应的游戏音效和震动效果。优选地，于箱体的两侧和顶部设置音响，播放对应的游戏音效。

本实施例的工作原理和射击者识别方法如下：

为每一个射击者的射击设备4分配独有的射击激光的波长、形状或其组合，射击设备4发射与射击者被分配的波长、形状或其组合对应的发射激光。

一号射击者分配850nm波长、激光截面形状为圆形的发射激光；二号射击者分配850nm波长、激光截面形状为方形的发射激光；三号射击者分配940nm波长、激光截面形状为圆形的发射激光；四号射击者分配940nm波长、激光截面形状为方形的发射激光。

屏幕2显示刷新频率为60hz，激光摄像组件3捕捉画面频率为600hz。

激光摄像组件3监控屏幕2的显示范围，监测象征射击的指定波长的红外光斑作为射击输入，监测到射击输入时按如下步骤识别射击者：

步骤1.识别射击输入与屏幕2显示内容的相对位置作为游戏中的射击位置，击中游戏对象时通知游戏程序执行击中效果。

步骤2.识别射击输入的波长、形状或其组合。

步骤3.将步骤2得到的识别结果对比所有射击者的分配记录，找到与识别结果一致的分配记录并通知游戏程序将该射击注册至对应的射击者名下。

或着，一号射击者分配850nm波长、激光截面形状为圆形的发射激光，闪烁模式为亮0.005ms、灭0.003ms、亮0.003ms；二号射击者分配940nm波长、激光截面形状为方形的发射激光，闪烁模式为亮0.005ms、灭0.003ms、亮0.003ms；三号射击者分配850nm波长、激光截面形状为圆形的发射激光，闪烁模式为亮0.003ms、灭0.003ms、亮0.005ms；；四号射击者分配940nm波长、激光截面形状为方形的发射激光，闪烁模式为亮0.003ms、灭0.003ms、亮0.005ms。

激光摄像组件3监测到射击输入时还识别射击输入的闪烁模式。

实施例2

参照图2，一种多人射击游戏系统包括游戏主机1、投影仪21、投影幕22、激光摄像组件3和四个射击设备4。投影仪21、激光摄像组件3和射击设备4均与游戏主机1连接，其中射击设备4与游戏主机1之间通过无线通讯连接。该系统为分体式结构。

游戏主机1设于投影幕22背面。本实施例中的游戏主机1与实施例1的区别在于包括用于与射击设备4连接的无线通讯模块，游戏主机1的其他组成与实施例1相同。激光摄像组件3设于投影幕22正面、射击者的射击区域之前，朝向投影幕22正面捕捉投影幕22范围内的图像信息。本实施例中激光摄像组件3和工作方式的组成与实施例1相同。优选地，激光摄像组件3吊装于天花板并配有遮光罩。

投影仪21设于投影幕22正面的顶部，向下将图像投影于投影幕22正面。投影幕22表面对红外波段的光反射率大于90%。

本实施例中所使用的射击设备4外形和激光发射器与实施例1中相同，发射指定波长的红外激光并可控制所发射红外激光的截面形状。同时，射击设备4也包含实施例1中控制激光发射器的闪烁模式的PLC控制器。

射击设备4与实施例1的不同点在于包括内置的电池和支持Wi-Fi、WLAN、蓝牙、近场通信或超宽频UWB技术的无线通讯模块，射击设备4通过无线通讯模块与游戏主机1无线连接。优选地，射击设备4还包括无线充电模块用于为内置的电池充电。进一步，射击设备4与游戏主机1连接时播放游戏射击音效，射击设备4与游戏主机1连接意外断开时播放语音提示信息。

本实施例中的其他使用方法和射击者识别方法与实施例1相同。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于，四个射击设备4仅配备激光发射器和内置电源，分别发射850nm波长、激光截面形状为圆形的发射激光，850nm波长、激光截面形状为方形的发射激光，940nm波长、激光截面形状为圆形的发射激光，940nm波长、激光截面形状为方形的发射激光。

射击设备4与游戏主机1之间无需连接，射击者加入游戏后根据屏幕2显示选择为其指定的射击设备4即可。如，为一号射击者分配分别发射850nm波长、激光截面形状为圆形的发射激光的射击设备4；一号射击者则需要选择相应的射击设备4进行游戏。

如此，射击设备4与游戏主机1之间不需要连接、配对或校准。在零部件损坏、需要替换射击设备4时，也只需要选择可以发射对应波长和形状发射激光的原装或第三方设备即可适配游戏系统，选择多样、成本低廉。

本实施例中的其他组成、结构、使用方法和射击者识别方法与实施例1相同。

显然，本领域的技术人员还可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也包含这些改动和变型在内。