用于目標(biāo)物及智能設(shè)備之間的交互式通信的系統(tǒng)和方法
【專利說(shuō)明】用于目標(biāo)物及智能設(shè)備之間的交互式通信的系統(tǒng)和方法
1、發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及包括目標(biāo)物的互動(dòng)游戲，更具體地說(shuō)，涉及用于目標(biāo)物與智能設(shè)備之間的交互式通信的系統(tǒng)和方法。
[0002]2、現(xiàn)有技術(shù)的描述
[0003]近年來(lái)，交互式玩具已經(jīng)變得越來(lái)越流行。孩子們喜歡玩能夠與用戶發(fā)出的不同動(dòng)作或指令進(jìn)行交流或?qū)ζ渥龀鲰憫?yīng)的玩具。例如，孩子們喜歡與能夠?qū)λ麄冏龀龌貞?yīng)或進(jìn)行互動(dòng)的玩偶或人偶進(jìn)行互動(dòng)。
[0004]此外，智能設(shè)備例如智能手機(jī)及平板電腦也已變得非常流行，以至于幾乎每個(gè)成年人(以及許多青年人及大齡兒童)都擁有或使用至少一個(gè)或多個(gè)智能設(shè)備，不管是在家里還是在公共場(chǎng)合。
[0005]促進(jìn)智能設(shè)備與目標(biāo)物，例如玩具、人偶，玩偶或其它物體之間的交互活動(dòng)，一直都很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供用于促進(jìn)智能設(shè)備及目標(biāo)物，例如玩具、玩偶、人偶或其它物體之間的互動(dòng)的方法及系統(tǒng)。
[0007]為完成本發(fā)明的目的，提供了在目標(biāo)物及智能設(shè)備之間進(jìn)行交互式通信(單向或雙向)的方法。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，可以將信號(hào)從所述智能設(shè)備傳送到所述目標(biāo)物來(lái)控制所述目標(biāo)物的可移動(dòng)部位的移動(dòng)。還可以將信號(hào)從所述智能設(shè)備傳送到所述目標(biāo)物并通過(guò)所述目標(biāo)物的揚(yáng)聲器播放語(yǔ)音或音樂(lè)。此外，為響應(yīng)于用戶對(duì)所述目標(biāo)物的觸摸，所述目標(biāo)物的揚(yáng)聲器可播放語(yǔ)音和/或音樂(lè)。從所述智能設(shè)備傳送到所述目標(biāo)物收發(fā)器的信號(hào)可以是音頻信號(hào)，以便建立雙向交互式實(shí)時(shí)通信。
[0009]依照本發(fā)明另一實(shí)施例，可以向所述目標(biāo)物的麥克風(fēng)輸入語(yǔ)音指令，然后該語(yǔ)音指令從所述目標(biāo)物傳送到所述智能設(shè)備，使所述智能設(shè)備執(zhí)行動(dòng)作。所述動(dòng)作可以是通過(guò)所述智能設(shè)備的揚(yáng)聲器播放所述語(yǔ)音命令，或者是通過(guò)所述智能設(shè)備的揚(yáng)聲器播放故事或菩Cf.曰O
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1示出了依照本發(fā)明的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0011]圖2是圖1中示出的隔離濾波電路的電路圖。
[0012]圖3是圖1中示出的音頻放大電路的電路圖；
[0013]圖4A至圖4C為圖1中示出的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的多個(gè)電路圖。
[0014]圖5是圖1中示出的眼驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。
[0015]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的另一系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0016]圖7是由圖6中的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的雙向通信的基本原理的示意圖。
[0017]圖8和圖9舉例說(shuō)明了由圖6中的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的雙向通信。
[0018]圖10示出了根據(jù)本發(fā)明又一系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0019]圖11舉例說(shuō)明了包含多個(gè)目標(biāo)物及智能設(shè)備的擴(kuò)展的通信聯(lián)系。
[0020]圖12是本發(fā)明智能設(shè)備的基本元件的簡(jiǎn)單示意圖。
[0021]優(yōu)選實(shí)施例的具體描述
[0022]以下的詳細(xì)描述是目前實(shí)施本發(fā)明的最佳預(yù)期模式。該描述并非被理解為具有限制性，而僅僅適用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的一般原則的目的。本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求進(jìn)行了最佳的限定。
[0023]本發(fā)明提供了一種目標(biāo)物(例如玩具)，該目標(biāo)物可響應(yīng)于所接收的來(lái)自智能設(shè)備或其它輸入裝置的提示信息、消息、指示命令或其它類似的輸入信號(hào)，進(jìn)行移動(dòng)或播放聲音。該目標(biāo)物產(chǎn)生的移動(dòng)及聲音為該物體對(duì)其接收到的輸入信號(hào)的直接響應(yīng)，或者該目標(biāo)物產(chǎn)生的移動(dòng)及聲音與該物體接收到的輸入信號(hào)相關(guān)。該目標(biāo)物也可以把具有信息或指示命令等形式的指令或響應(yīng)提供給該智能設(shè)備，激活該智能設(shè)備上的應(yīng)用或程序。該智能設(shè)備與該目標(biāo)物之間的通信可通過(guò)W1-Fi連接或藍(lán)牙連接實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的一個(gè)目的在于促進(jìn)該目標(biāo)物及該智能設(shè)備之間的溝通，就像真實(shí)生活中人類之間的溝通及交流一樣。
[0024]目標(biāo)物
[0025]本發(fā)明圖1示出了物體20，該物體20可以是玩偶、人偶、玩具或其它物體，用于與人類進(jìn)行交流活動(dòng)。該物體20具有通信模塊22，該通信模塊22可與連接到該物體20的輸入裝置及輸出裝置進(jìn)行連接。
[0026]具體地，該輸入設(shè)備包括三軸傳感器24，、磁性按鍵26、按鍵矩陣28、以及麥克風(fēng)30。該三軸傳感器24可以是現(xiàn)有的陀螺儀或加速度計(jì)，以及如果該目標(biāo)物20為玩偶或人偶，該三軸傳感器24可放置于該人偶體內(nèi)，以允許該目標(biāo)物20作為方向盤(pán)或控制器被使用。如果該目標(biāo)物20為玩偶或人偶，該磁性按鍵26可置于該目標(biāo)物20的手上，以便支持用戶選擇功能。該按鍵矩陣28可被置于該目標(biāo)物的任何位置，而且如果該目標(biāo)物20為玩偶或人偶，該按鍵矩陣28可置于該目標(biāo)物的手掌，以實(shí)現(xiàn)更自然的互動(dòng)(即當(dāng)握住該玩偶或人偶的手時(shí)，該按鍵矩陣28被激活)，或者置于該目標(biāo)物的身體上。該按鍵矩陣28在功能上支持用戶從許多命令或操作中選擇，例如開(kāi)啟/關(guān)閉、模式改變、播放音樂(lè)、選擇要講的故事等等。該麥克風(fēng)30將來(lái)自外部聲源的聲音輸入，該通信模塊22處理該輸入的聲音。
[0027]該輸出設(shè)備包括揚(yáng)聲器32、一個(gè)或多個(gè)磁性眼34(如果該目標(biāo)物20為玩具、玩偶或人偶)、以及適應(yīng)于控制該目標(biāo)物20的某些部分的移動(dòng)的三通道電機(jī)88。例如，該三通道電機(jī)88可被用于控制該玩偶或人偶的臂部或頭部。此外，可以將外部聲音數(shù)據(jù)卡38連接到該通信模塊22的解碼模塊60，以提供以及接收音頻數(shù)據(jù)。
[0028]該通信模塊22包括如下的連接到總線40的組件或電路:收發(fā)器42、時(shí)鐘44、電源管理單元46、音頻引擎48、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)/只讀存儲(chǔ)器(R0M)50、以及中央處理器52。該收發(fā)器42與用于接收及發(fā)送數(shù)據(jù)的天線54連接。該電源管理單元46連接LED及適配器。該LED提供指示燈，以及該適配器用于連接到電源，以及用于通過(guò)USB線纜上傳或下載數(shù)據(jù)。電源56(例如電池)與電源管理單元46連接，以為該電源管理單元46供電。而且，該電源管理單元46為該音頻引擎48供電，以實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)的處理(即將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)，或者將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為音頻信號(hào))。
[0029]該通信模塊22還包括輸入/輸出模塊58、解碼模塊60、以及音頻編碼模塊62。該輸入/輸出模塊58接收來(lái)自三軸傳感器24、按鍵26及按鍵28的輸入、以及接收來(lái)自隔離的濾波電路64的輸出。該輸入/輸出模塊58向電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路提供用于控制該三通道電機(jī)88的輸出信號(hào)，以及向磁性眼驅(qū)動(dòng)電路68提供用于控制磁性眼34的輸出信號(hào)。該解碼模塊60對(duì)來(lái)自該外部聲卡38的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。該音頻編碼模塊62接收來(lái)自麥克風(fēng)30的輸入信號(hào)，以及向隔離濾波電路64及音頻放大電路70提供輸出信號(hào)。
[0030]該隔離濾波電路64的細(xì)節(jié)在圖2中示出。當(dāng)該隔離濾波電路64接收到來(lái)自該音頻編碼器62的音頻電流時(shí)，該電阻80將限制該音頻電流的流量及降低其電壓，該電壓之后被通過(guò)電容82輸出以用于耦合，然后被輸入到比較器78，比較器78將該輸入信號(hào)“3”(該音頻流的電壓)與該輸入信號(hào)“I”(參考電壓)進(jìn)行比較以決定該輸入信號(hào)“3”是否為高電平信號(hào)或低電平信號(hào)(例如5千赫茲或I千赫茲)。該比較器78之后將向該輸入/輸出模塊58輸出合適的電頻率。
[0031]圖3示出了該音頻放大電路70，其起到音頻放大器及向揚(yáng)聲器32提供輸出的功能。該音頻放大電路具有集成電路84，該集成電路84起到放大聲音及向揚(yáng)聲器32輸出音頻電流的作用。
[0032]電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路66對(duì)該三通道電機(jī)88實(shí)施控制，并在圖4A至4C中被示出。圖4A示出了控制左通道的電路，圖4B示出了控制中間通道的電路，圖4C示出了控制右通道的電路。每個(gè)電路均具有NPN型三極管、直流電機(jī)88，該直流電機(jī)88依照?qǐng)D4A至4C所示的方式與一電容及兩個(gè)起濾波及阻流作用的電阻連接。當(dāng)該三極管86接收到來(lái)自該輸入/輸出模塊58的高電平時(shí)，該三極管86(起到開(kāi)/關(guān)作用)會(huì)導(dǎo)通而使該電流被輸送到該直流電機(jī)88。
[0033]該磁性眼驅(qū)動(dòng)電路68在圖5中示出，其起到控制磁性眼34眼球轉(zhuǎn)動(dòng)的作用。具體地，該磁性眼34可通過(guò)磁性線圈的磁化作用及消磁作用上下旋轉(zhuǎn)。如果該目標(biāo)物20為人偶、泰迪熊或玩偶，該目標(biāo)物20可帶有可旋轉(zhuǎn)磁性眼34，該磁性眼34具有用于實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的主軸。該磁性眼驅(qū)動(dòng)電路68包括第一線圈I1、第二線圈12、處理器110、第一開(kāi)關(guān)Ql、以及第二開(kāi)關(guān)Q2。該處理器110包括方波輸出端口 108。該供電端Vcc通過(guò)該第二開(kāi)關(guān)Q2、第一線圈Il及第一開(kāi)關(guān)Ql接地。該第一線圈Il及該第二線圈12并聯(lián)。該第一電容Cl及該第二電容C2在該第一線圈Il的兩端并聯(lián)。該方波輸出端口 108用于控制該第二開(kāi)關(guān)Q2的開(kāi)啟或關(guān)閉。該第一電感LI與第二電感L2的公共端用于控制該第一開(kāi)關(guān)Ql的開(kāi)啟或關(guān)閉。當(dāng)該音頻信號(hào)夠強(qiáng)，并且該電機(jī)88旋轉(zhuǎn)時(shí)，該P(yáng)l端輸出高電平，該第一開(kāi)關(guān)Ql被關(guān)閉。當(dāng)該方波輸出端口 108輸出高電平時(shí)，該第二開(kāi)關(guān)Q2被關(guān)閉；而當(dāng)該方波輸出端口 108輸出低電平時(shí)，該第二開(kāi)關(guān)Q2被開(kāi)啟，因此，該第一線圈Il及該第二線圈12間歇性地通電，從而產(chǎn)生間歇性地磁場(chǎng)。
[0034]在該磁性眼的插座兩側(cè)設(shè)有與主軸匹配的軸承，該主軸安設(shè)在該軸承內(nèi)，以使該磁性眼可繞該主軸旋轉(zhuǎn)。該磁性眼