基于圖像識(shí)別的智能編程積木玩具及其實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于圖像識(shí)別的智能編程積木玩具及其實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]積木是一種常見的兒童玩具。但是，現(xiàn)在普通積木，都是給孩子們搭建各種建筑物來游戲使用的。例如，孩子可以使用積木來搭建一座小房子，搭建一個(gè)小汽車等等。
[0003]目前這種形式的積木玩具，是真正地“堆積起來的木頭”。孩子們使用這種積木，通常只能實(shí)現(xiàn)鍛煉孩子的動(dòng)手能力、鍛煉孩子對(duì)幾何形狀的把握能力。這種玩普通積木的游戲方式，對(duì)于孩子而言，幾乎是人人都玩過，非常的普及。但是，這種普通積木，其趣味性有限，對(duì)孩子的吸引力還有待增強(qiáng)。此外，這種積木對(duì)孩子的培養(yǎng)與提升，還僅僅局限在幾何知識(shí)上，還不能起到更多的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種基于圖像識(shí)別的智能編程積木玩具，以解決現(xiàn)有積木玩具趣味性有限，且僅僅只停留在幾何知識(shí)上的問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于圖像識(shí)別的智能編程積木玩具，包括若干積木塊，積木塊上設(shè)有標(biāo)識(shí)符；圖像采集裝置，用于采集拼接在一起的積木塊上的標(biāo)識(shí)符，并將標(biāo)識(shí)符傳送至圖像識(shí)別裝置；圖像識(shí)別裝置，用于根據(jù)接收到的標(biāo)識(shí)符對(duì)相鄰連接的積木塊是否匹配進(jìn)行判斷，并根據(jù)判斷結(jié)果對(duì)標(biāo)識(shí)符進(jìn)行處理得到程序代碼；上位機(jī)，用于接收程序代碼，運(yùn)行按照積木塊的拼接順序排列的程序代碼形成的源程序，并顯示源程序運(yùn)行的結(jié)果。
[0006]進(jìn)一步地，標(biāo)識(shí)符為二維碼和/或字符串。
[0007]進(jìn)一步地，積木塊為木塊、竹塊、金屬塊、塑料塊或紙片。
[0008]進(jìn)一步地，積木塊上設(shè)有便于拼接的凸塊和凹槽。
[0009]進(jìn)一步地，智能編程積木玩具還包括分別通過通信模塊與上位機(jī)連接的服務(wù)器，服務(wù)器用于統(tǒng)一運(yùn)行從上位機(jī)獲取的源程序，并將源程序的運(yùn)行結(jié)果反饋至上位機(jī)予以顯不O
[0010]進(jìn)一步地，智能編程積木玩具還包括用于根據(jù)服務(wù)器的控制命令控制積木塊運(yùn)動(dòng)的第一執(zhí)行器和第二執(zhí)行器；第一執(zhí)行器與計(jì)算機(jī)相連接；第二執(zhí)行器與服務(wù)器相連接。
[0011]一種基于圖像識(shí)別的智能編程積木的實(shí)現(xiàn)方法，包括以下步驟:
在積木塊上設(shè)置標(biāo)識(shí)符；
獲取標(biāo)識(shí)符；并通過標(biāo)識(shí)符判斷相鄰連接的積木塊是否匹配；若匹配，則將標(biāo)識(shí)符轉(zhuǎn)換成程序代碼輸出；若不匹配，則向上位機(jī)發(fā)送信號(hào)提示拼接錯(cuò)誤；
運(yùn)行按照積木塊的拼接順序排列的程序代碼形成的源程序，并顯示源程序運(yùn)行的結(jié)果O
[0012]進(jìn)一步地，積木塊的拼接順序?yàn)樽笥翼樞蚱唇踊蛏舷马樞蚱唇印?br>[0013]本發(fā)明的有益效果為:本申請(qǐng)利用積木的可搭建性，通過在積木塊上設(shè)置標(biāo)識(shí)符，通過圖像采集器對(duì)搭建好的積木塊上的標(biāo)識(shí)符進(jìn)行圖像采集，利用圖像識(shí)別裝置通過標(biāo)識(shí)符判斷相鄰連接的積木塊是否匹配；若匹配，則將標(biāo)識(shí)符轉(zhuǎn)換成程序代碼輸出；若不匹配，則向上位機(jī)發(fā)送信號(hào)提示拼接錯(cuò)誤；上位機(jī)用于運(yùn)行按照積木塊的拼接順序排列的程序代碼形成的源程序，并顯示源程序運(yùn)行的結(jié)果；服務(wù)器用于統(tǒng)一運(yùn)行從上位機(jī)獲取的源程序，并將源程序的運(yùn)行結(jié)果反饋至上位機(jī)予，以便于查看。
[0014]本申請(qǐng)將積木塊作為程序編寫的工具，可以讓孩子們通過類似玩?zhèn)鹘y(tǒng)積木一樣的過程來體驗(yàn)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)，具有成本低廉，有趣味的益智類兒童玩具。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明最佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明最佳實(shí)施例的積木塊上的標(biāo)識(shí)符分布圖；
圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例的積木塊上的標(biāo)識(shí)符分布圖；
圖4為具體有凸塊和凹槽的積木塊之間的拼接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行描述，以便于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本發(fā)明，但應(yīng)該清楚，本發(fā)明不限于【具體實(shí)施方式】的范圍，對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易見的，一切利用本發(fā)明構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護(hù)之列。
[0017]如圖1所示的基于圖像識(shí)別的智能編程積木玩具，包括若干積木塊，積木塊上設(shè)有標(biāo)識(shí)符，標(biāo)識(shí)符包括字符串和/或二維碼。其中，字符串為文字、數(shù)字和ASCII字符等組成；二維碼為字符串編制成的二維碼；其編制格式可以采用標(biāo)準(zhǔn)的編碼格式中的任何一種，例如:PDF417 二維條碼、Datamatrix 二維條碼、QR Code>Code 49>Code 16K 或Code one等。
[0018]積木塊可以是木塊、竹塊、金屬塊、塑料塊或紙片；積木塊上的字符串或二維碼可以通過印刷的方式設(shè)置在積木塊上，也可以利用不干膠直接貼在積木塊的表面。如圖2所示，積木塊上的二維碼位于積木塊的一端，且二維碼的高度與積木塊的高度一致；顯然的，積木塊上的二維碼的位置不是固定的，可以根據(jù)實(shí)際情況統(tǒng)一設(shè)置在積木塊的任意一位置，如圖3為另一實(shí)施例的標(biāo)識(shí)符分布圖。
[0019]在搭建積木的過程中，積木的拼接方式為左右順序拼接或上下順序拼接。在拼接過程中，圖像采集裝置(本申請(qǐng)中采用的是攝像頭)實(shí)時(shí)對(duì)積木塊上的標(biāo)識(shí)符進(jìn)行采集，并將采集到的標(biāo)識(shí)符傳送至圖像識(shí)別裝置。
[0020]圖像識(shí)別裝置通過圖像識(shí)別功能，可以得出每個(gè)二維碼的位置與大小。由于二維碼在積木塊上的位置是固定的，所以從二維碼的位置與大小，可以推算出來每一個(gè)積木塊的位置與大小。根據(jù)每個(gè)積木塊的位置與大小，就可以得到積木塊之間的連接是否匹配。判斷積木塊是否匹配的方法是:根據(jù)得到的積木塊的位置與大小，判斷積木塊的邊線是否重合，或者邊線之間的距離是否與設(shè)定的閾值相同，由此判斷積木塊是否連接。
[0021]當(dāng)判斷相連積木塊之間的拼接相匹配，則將接收到的標(biāo)志符轉(zhuǎn)換成程序代碼，其中積木塊至上而下的拼接順序即為程序代碼的順序，若積木塊的拼接順序是左右拼接順序，那么其從左至右的拼接即為程序代碼的順序。連接在一起的積木塊還可以先考慮為一個(gè)整塊來處理，然后將連接在一起的積木塊整體內(nèi)部再按照從上到下從左到右的順序處理。若判斷積木塊之間的連接相匹配，則相上位機(jī)和服務(wù)器發(fā)送信息提示拼接錯(cuò)誤。
[0022]其中轉(zhuǎn)化后的程序代碼可以在上位機(jī)上直接執(zhí)行，執(zhí)行結(jié)果可以立即看到；也可以上傳到統(tǒng)一的服務(wù)器上進(jìn)行識(shí)別并運(yùn)行，再將執(zhí)行結(jié)果回送到上位機(jī)以供查看。執(zhí)行結(jié)果可以是屏幕顯示，可以是通過通信手段利用第一執(zhí)行器和第二執(zhí)行器控制積木塊進(jìn)行動(dòng)作，還可以是發(fā)出聲音提示。在執(zhí)行過程中，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，還可以將出現(xiàn)錯(cuò)誤的積木塊回送至原來的位置。
[0023]根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例，積木塊上設(shè)有便于拼接的凸塊和凹槽，可以幫組孩子更方便地將積木塊正確地進(jìn)行拼接，如圖4所示。
[0024]一種基于圖像識(shí)別的智能編程積木玩具的實(shí)現(xiàn)方法，包括以下步驟 1:在積木塊上設(shè)置標(biāo)識(shí)符；其中標(biāo)識(shí)符為字符串或二維碼。
[0025]2:獲取上述標(biāo)識(shí)符；并通過獲取到的標(biāo)識(shí)符判斷相鄰連接的積木塊是否匹配；若匹配，則將標(biāo)識(shí)符轉(zhuǎn)換成程序代碼輸出；若不匹配，則向上位機(jī)發(fā)送信號(hào)提示拼接錯(cuò)誤；
3:運(yùn)行按照積木塊的拼接順序排列的所述程序代碼形成的源程序，并顯示所述源程序運(yùn)行的結(jié)果。其中積木塊的拼接方式為左右順序拼接或上下順序拼接。
[0026]本申請(qǐng)利用積木的可搭建性，通過在積木塊上設(shè)置標(biāo)識(shí)符，通過圖像采集器對(duì)搭建好的積木塊上的標(biāo)識(shí)符進(jìn)行圖像采集，利用圖像識(shí)別裝置通過標(biāo)識(shí)符判斷相鄰連接的積木塊是否匹配；若匹配，則將標(biāo)識(shí)符轉(zhuǎn)換成程序代碼輸出；若不匹配，則向上位機(jī)發(fā)送信號(hào)提示拼接錯(cuò)誤；上位機(jī)用于運(yùn)行按照積木塊的拼接順序排列的程序代碼形成的源程序，并顯示源程序運(yùn)行的結(jié)果；服務(wù)器用于統(tǒng)一運(yùn)行從上位機(jī)獲取的源程序，并將源程序的運(yùn)行結(jié)果反饋至上位機(jī)予，以便于查看。
[0027]本申請(qǐng)將積木塊作為程序編寫的工具，可以讓孩子們通過類似玩?zhèn)鹘y(tǒng)積木一樣的過程來體驗(yàn)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)，具有成本低廉，有趣味的益智類兒童玩具。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于圖像識(shí)別的智能編程積木玩具，其特征在于，包括 若干積木塊，所述積木塊上設(shè)有標(biāo)識(shí)符； 圖像采集裝置，用于采集拼接在一起的積木塊上的標(biāo)識(shí)符，并將所述標(biāo)識(shí)符傳送至圖像識(shí)別裝置； 圖像識(shí)別裝置，用于根據(jù)接收到的所述標(biāo)識(shí)符對(duì)相鄰連接的積木塊是否匹配進(jìn)行判斷，并根據(jù)判斷結(jié)果對(duì)所述標(biāo)識(shí)符進(jìn)行處理得到程序代碼； 上位機(jī)，用于接收所述程序代碼，運(yùn)行按照所述積木塊的拼接順序排列的所述程序代碼形成的源程序，并顯示所述源程序運(yùn)行的結(jié)果。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像識(shí)別的智能編程積木玩具，其特征在于，所述標(biāo)識(shí)符為二維碼和/或字符串。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像識(shí)別的智能編程積木玩具，其特征在于，所述積木塊為木塊、竹塊、金屬塊、塑料塊或紙片。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的基于圖像識(shí)別的智能編程積木玩具，其特征在于，所述積木塊上設(shè)有便于拼接的凸塊和凹槽。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像識(shí)別的智能編程積木玩具，其特征在于，所述智能編程積木玩具還包括分別通過通信模塊與所述上位機(jī)連接的服務(wù)器，所述服務(wù)器用于統(tǒng)一運(yùn)行從上位機(jī)獲取的所述源程序，并將源程序的運(yùn)行結(jié)果反饋至上位機(jī)予以顯示。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于圖像識(shí)別的智能編程積木玩具，其特征在于，所述智能編程積木玩具還包括用于根據(jù)服務(wù)器的控制命令控制所述積木塊運(yùn)動(dòng)的第一執(zhí)行器和第二執(zhí)行器；所述第一執(zhí)行器與所述計(jì)算機(jī)相連接；所述第二執(zhí)行器與所述服務(wù)器相連接。7.一種基于圖像識(shí)別的智能編程積木的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟: 在積木塊上設(shè)置標(biāo)識(shí)符； 獲取所述標(biāo)識(shí)符；并通過所述標(biāo)識(shí)符判斷相鄰連接的積木塊是否匹配；若匹配，則將所述標(biāo)識(shí)符轉(zhuǎn)換成程序代碼輸出；若不匹配，則向上位機(jī)發(fā)送信號(hào)提示拼接錯(cuò)誤； 運(yùn)行按照所述積木塊的拼接順序排列的所述程序代碼形成的源程序，并顯示所述源程序運(yùn)行的結(jié)果。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于圖像識(shí)別的智能編程積木玩具，其特征在于，所述積木塊的拼接順序?yàn)樽笥翼樞蚱唇踊蛏舷马樞蚱唇印?br>【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于圖像識(shí)別的智能編程積木玩具及其實(shí)現(xiàn)方法，本申請(qǐng)利用積木的可搭建性，通過在積木塊上設(shè)置標(biāo)識(shí)符，通過圖像采集器對(duì)搭建好的積木塊上的標(biāo)識(shí)符進(jìn)行圖像采集，利用圖像識(shí)別裝置通過標(biāo)識(shí)符判斷相鄰連接的積木塊是否匹配；若匹配，則將標(biāo)識(shí)符轉(zhuǎn)換成程序代碼輸出；若不匹配，則向上位機(jī)發(fā)送信號(hào)提示拼接錯(cuò)誤；上位機(jī)用于運(yùn)行按照積木塊的拼接順序排列的程序代碼形成的源程序，并顯示源程序運(yùn)行的結(jié)果。本申請(qǐng)將積木塊作為程序編寫的工具，可以讓孩子們通過類似玩?zhèn)鹘y(tǒng)積木一樣的過程來體驗(yàn)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)，是一種成本低廉，富有趣味的益智類兒童玩具。
【IPC分類】A63H33/04
【公開號(hào)】CN104888469
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510269218
【發(fā)明人】盧軍
【申請(qǐng)人】盧軍
【公開日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年5月25日