一种足球电子互动系统技术领域
本发明涉及体育运动领域，特别是指一种室内联网足球电子互动系统。
背景技术
现在的室内足球游戏通常是通过手柄、键盘、鼠标或者通过体感传感器检测人体
的运动，控制游戏中的虚拟足球，进行互动。中国专利CN201310074361.6，该专利公开了一
种线上与线下结合的小型足球比赛，其通过设置一个对弈的场地，该场地为平面场地，并具
有两个球门；在该场地设置有终端设备，终端设备具有实时收录比赛数据的功能，以及对足
球比赛的数据结果进行统计的功能，同时具有连接互联网并上传数据的功能；该项专利实
施时，需要现实中比赛者与运动伙伴进行通常比赛游戏，而且需要准备一块较大的运动场
地。足球比赛游戏是在面对面的现实对战中完成，将比分等数据上传服务器中保存。因此其
可操作性较弱，若现实中比赛者与运动伙伴进行通常比赛时，无法随时在线进行与随机对
手进行远程互动。
发明内容
本发明提出一种可随时进行在线远程互动，且场地要求低，无需搭建室外较大面
积运动场的一种足球电子互动系统。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种足球电子互动系统，包括：
投影单元，用于在地面投影出与足球或人进行交互的竞技赛场场景；
运动反馈单元，用于提供不可见光线，并对赛场、足球或人体脚步位置进行图像数
据信息采集；以及对采集的图像数据信息进行分析，并计算获得足球或人体脚步在赛场的
相对位置信息。
球门监测单元，用于监测进球数量；
数据整合和处理单元，用于对相对位置信息与进球数量信息进行数据整合获得运
动表现信息；
场景处理单元，用于根据运动表现信息生成新的竞技赛场场景；
远程互动通讯单元，用于将运动表现信息上传至云服务器，并接收云服务器传送
的竞技对手的运动表现信息。
本发明提供的一种足球电子互动系统，通过对竞技对手的运动位置进行采集生产
运动表现参数，通过此可以了解对手的足球进球数以及人体脚步相对位置数据或者足球相
对位置，并通过云服务器以及远程互动通讯单元实时的传输数据信息，从而指示场景处理
单元产生新的竞技赛场场景，由参与者根据不同的运动规则，选择不同的运动策略，进行足
球位置、脚步位置的变化或者完成进球以达到和对手进行远程竞技互动的目的。
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性的前提下，还可
以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种足球电子互动系统的框图；
图2为本发明一种足球电子互动系统的结构设计图。
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作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。
请参见图1，一种足球电子互动系统，包括：
投影单元101，用于在地面投影出与足球或人进行交互的竞技赛场场景；
运动反馈单元106，用于提供不可见光线，在本实施例中为红外光线，并对赛场、足
球或人体脚步位置进行图像数据信息采集；以及对采集的图像数据信息进行分析，并计算
获得足球或人体脚步在赛场的相对位置信息。
球门监测单元105，用于监测进球数量。
数据整合和处理单元104，用于对相对位置信息与进球数量信息进行数据整合获
得运动表现信息；通过对所需关键数据编码解码或直接对数据库所需关键数据按特定格式
进行打包整合。
场景处理单元102，用于根据运动表现信息生成新的竞技赛场场景。
远程互动通讯单元103，用于将运动表现信息上传至云服务器，并接收云服务器传
送的竞技对手的运动表现信息。足球比赛需要同时有多名竞技对手存在，因此为保证数据
信息传送的通畅性，可按机器出厂编码顺序处理运动表现信息，或可以按照其他预先设定
的有序的方式进行处理。运动互动通讯单元可以通过多种通讯方式，例如可以通过wifi、蓝
牙、2.4G无线电等连接附近可以连接的互联网网络终端，再进一步连接至互联网。
优选的，所述运动表现信息包括比分、步态准确率、足球位置、进球数量及人体脚
步位置参数。当然其参数可以根据实际的需求进行设定，不限于前述所指部分。
优选的，所述运动反馈单元106包括图像采集模块与图像分析与运算模块，以及红
外光源；其中红外光源用于提供与地面平行或散布于运动空间的红外光线；所述图像采集
模块用于对赛场、足球或人体脚步位置进行图像数据信息采集；所述图像分析与运算模块
用于对采集的图像数据信息进行分析，并计算获得足球或人体脚步在赛场的相对位置信
息。在本实施例中，所采集的足球为自带有红外发光源发射功能的足球，通过图像采集模块
直接采集足球位置图像数据信息；而通过红外光照射光源，在采集人体脚步位置时开启，因
其具有较集中的方向性，光源平行于地面与人体足部相切时，产生漫反射光，或散布于赛场
空间照射在人的下肢以及地面，从而由图像采集模块采集人体脚步位置图像数据信息；
优选的，所述图像采集模块为基于单目或双目摄像系统，可对不可见光线或红外
光线进行图像采集，并且可以通过自动切换镜头的滤光片进行光源的过滤和切换。所述摄
像系统用于基于不可见光的图像进行场景空间的标定，并把标定图像传递至图像分析与运
算模块，所述图像分析与运算模块用于结合标定图像与运动位置图像数据信息，计算出足
球或人体脚步在场景空间中的相对位置。
优选的，所述摄像系统设于球门的上方，所述红外光源设于球门底部或摄像系统
旁侧。
优选的，所述投影单元101设于球门上方。
优选的，所述球门监测单元105设有红外光传感器，当足球进入球门后，红外传感
器检测到足球红外光，确定进球，并将进球数量数据传送至数据整合与处理单元。
优选的，本发明可应用于多种线上线下联动的场景，为更好的了解，下面将通过两
个场景对本发明做进一步的阐述。
场景一
足球比赛准备阶段，双方(或多方)球员需要控球至球场的指定位置，并保持静止
等待开始。当球员1在本方的虚拟球场内，控球至指定区域内，经由图像采集模块采集赛场
图像，图像分析运算模块计算得到足球相对位置和速度，并上传至数据整合与处理单元。数
据整合与处理单元在确认球员1完成比赛准备，其确认的过程为通过投影指定球员控球至
指定区域并停留数秒，当运动反馈单元检测到足球按要求到达指定区域并停留数秒后，则
比赛准备完毕，通过场景处理单元指导投影单元，更改投影场景，明示球员1的准备就绪。并
通过远程互动通讯单元上传云服务器，完成球员1在互联网端的“准备”状态设定。在线的其
他球员，完成控球到各自的虚拟场景的指定位置后，也将完成在云服务器的“准备”状态设
定。当至少有两人(支持多人)完成“准备”状态设定，则竞技比赛开始。球员在各自虚拟场景
内完成不同虚拟场景要求的竞技任务，且可射门得分。在赛中以及赛后，将各球员在竞技场
景要求的各运动表现信息的各项参数(例如，控球的运动轨迹，速度，进球数等)在云服务器
进行比较，并将比较结果通过各球员的远程互动通讯单元发回数据整合与处理单元，并经
过场景处理单元，投影在虚拟场景内，以便于竞技对抗。
场景二
运动教练在对学员进行步态远程指导互动时，双方的红外光源将会开启。教练员
侧的图像采集模块采集得到教练员的场景图像，通过图像分析与运算模块得到教练的步态
位置，并上传数据整合与处理单元。数据整合与处理单元将数据通过远程互动通讯单元上
传至云服务器端，通过学员本地的通讯模块远程反馈至学员本地的数据整合和处理单元，
并经由场景处理单元投影至学员当地场景内，完成对学员的步态指导。也可以通过此通路，
将学员的学习情况，反向反馈至教练员的场景内，方便教练考察学员的运动状况。各方的运
动的数据，可以在云服务器端进行统计分析和数据比较，再将比较结果分别传送至各方，方
便全面综合得进行运动分析与指导。
本发明中还提供一种与上述足球电子互动系统对应的装置，其中数据整合与处理
单元，场景处理单元，以及图像分析与运算单元，可共用一套CPU，GPU以及DSP或FPGA处理器
系统的计算资源；图像采集模块采用可以感受可见光与红外光的摄像模块；光源采用一字
线红外激光，结构激光或指向性较集中的LED等光源。投影单元采用短焦投影模块；远程互
动通讯单元采用wifi或无线蓝牙模块；球门中对足球进球的判断采用在球门内侧安装红外
传感器，监测足球是否进门。
本发明较之前的解决方案，具有如下优点
1)通过投影完成虚拟球场的设置，使得不同使用者在不同地点可以使用相同大小
和内容场景的球场。
2)通过足球互动系统，使得不同使用者的足球运动状况都可以被捕捉和远程互相
反馈与比较。
3)通过云服务器的假设，使得使用者可以随机搭配对手，随时进行足球竞技比赛。
本发明提供的一种足球电子互动系统，通过对竞技对手的运动位置进行采集生产
运动表现参数，通过此可以了解对手的足球进球数以及人体脚步相对位置数据或者足球相
对位置，并通过云服务器以及远程互动通讯单元实时的传输数据信息，从而指示场景处理
单元产生新的竞技赛场场景，由参与者根据不同的运动规则，选择不同的运动策略，进行足
球位置、脚步位置的变化或者完成进球以达到和对手进行远程竞技互动的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精
神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。