一種使用紅外視覺進行游戲地圖定位的玩具機器人制造技術

本發明專利技術公開了一種使用紅外視覺進行游戲地圖定位的玩具機器人，包括機器人、游戲地圖、移動終端；機器人包括殼體，殼體內設置有運動控制模塊、電機模塊、通訊模塊、視覺處理模塊，運動控制模塊、視覺處理模塊分別與通訊模塊連接，電機模塊與運動控制模塊連接，殼體的下方正對著地圖設置有攝像頭，攝像頭下方安裝有紅外濾光片；游戲地圖包括位置節點及道路，位置節點的中心設有特定形狀的紅外光源；移動終端用于與機器人進行實時通訊，并根據游戲地圖生成虛擬場景，在游戲過程中提供任務分配、計分、獎勵，以及向機器人發送運動控制指令。機器人能夠定位在特定紅外地圖中的坐標，且受環境光線影響小，識別準確，并能提供交互性強的玩法。

【技術實現步驟摘要】
一種使用紅外視覺進行游戲地圖定位的玩具機器人
本專利技術涉及視覺機器人領域，具體涉及一種使用紅外視覺進行游戲地圖定位的玩具機器人。
技術介紹
現有的啟蒙教育機器人為了給予孩子直觀的教育體驗，許多具有在特定游戲地圖上運動的功能。但是此類玩具機器人一般只能在畫有黑線的地圖上巡線運動，運動模式單一，無法實時定位在地圖中的實際位置，因而導致玩法非常有限，孩子與機器人之間也缺少交互。
技術實現思路
本專利技術提供一種使用紅外視覺進行游戲地圖定位的玩具機器人，使得機器人能夠定位在特定紅外地圖中的坐標，且受環境光線影響小，識別準確，并能提供交互性強的玩法。為實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案實現：一種使用紅外視覺進行游戲地圖定位的玩具機器人，包括機器人、游戲地圖、移動終端；所述機器人包括殼體，殼體內設置有運動控制模塊、電機模塊、通訊模塊、視覺處理模塊，所述運動控制模塊、視覺處理模塊分別與通訊模塊連接，所述電機模塊與運動控制模塊連接，殼體的下方正對著地圖設置有攝像頭，攝像頭下方安裝有紅外濾光片；所述游戲地圖包括位置節點及道路，位置節點的中心設有特定形狀的紅外光源，游戲地圖信息預存在機器人及移動終端內；所述移動終端用于與機器人進行實時通訊，并根據游戲地圖生成虛擬場景，在游戲過程中提供任務分配、計分、獎勵，以及向機器人發送運動控制指令。作為上述方案的優選，所述運動控制模塊的輸入端通過通訊模塊與移動終端連接，輸出端與電機模塊連接，用于將移動終端下達的運動指令轉換為實際的電機運動。作為上述方案的優選，所述電機模塊包括帶編碼器的電機，用于精準控制機器人的運動距離及旋轉角度。作為上述方案的優選，所述通訊模塊用于機器人與移動終端建立Wi-Fi通訊，機器人通過通訊模塊將其位置信息實時傳輸給移動終端，并接收移動終端的運動控制指令。作為上述方案的優選，所述視覺處理模塊與攝像頭連接，用于通過分辨出地圖上的紅外光源的輪廓形狀來確定機器人所處的位置。作為上述方案的優選，所述視覺處理模塊包括CMOS感光器件，視覺處理模塊通過攝像頭采集當前圖像信息，提取圖像信息中紅外光源的輪廓形狀信息，判斷機器人的位置，并將機器人的當前位置信息發送至移動終端。作為上述方案的優選，所述紅外濾光片用于對紅外線及雜光濾除處理，以保留920納米至960納米的紅外線圖像進入到攝像頭內。作為上述方案的優選，所述游戲地圖上設有紅外發生器，所述紅外發生器布置于地圖的位置節點中，各個紅外發生器上覆蓋有特定形狀的擋板，使得紅外發生器產生特定形狀的光源。作為上述方案的優選，所述移動終端包括Android或者IOS手機APP。由于具有上述結構，本專利技術的有益效果在于：本申請的玩具機器人能夠實現機器人與玩家的人機交互，有效培養玩家的創造力、想象力和動手能力；本申請的玩具機器能夠定位在特定紅外地圖中的位置坐標，且受環境光線影響小，識別準確，并能提供交互性強的玩法。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。圖1為本專利技術的整體結構框圖；圖2為本專利技術的結構示意圖；圖3為本專利技術的游戲地圖示意圖；圖4為本專利技術的圖像處理的流程示意圖；圖5為本專利技術的機器人的一種玩法流程圖。具體實施方式下面將結合本專利技術的附圖，對本專利技術的技術方案進行清楚、完整地描述。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。請參閱圖1至圖5，本實施例提供一種使用紅外視覺進行游戲地圖2定位的玩具機器人1，包括機器人1、游戲地圖2、移動終端3；其中，移動終端3包括但不限于Android或者IOS手機APP；所述機器人1包括殼體，殼體下設置有車輪17，殼體內設置有運動控制模塊11、電機模塊12、通訊模塊13、視覺處理模塊14，所述運動控制模塊11、視覺處理模塊14分別與通訊模塊13連接，所述電機模塊12的輸入端與運動控制模塊11連接，輸出端連接車輪17，殼體的下方正對著游戲地圖2設置有攝像頭15，攝像頭15下方安裝有紅外濾光片16；所述游戲地圖2包括位置節點21及道路22，位置節點21的中心設有特定形狀的紅外光源，游戲地圖2信息存儲在機器人1及移動終端3內；所述移動終端3用于與機器人1進行實時通訊，并根據游戲地圖2生成虛擬場景，在游戲過程中提供任務分配、計分、獎勵，以及向機器人1發送運動控制指令，其中生成虛擬場景及在游戲過程中提供任務分配、計分、獎勵均可采用現有技術實現。所述運動控制模塊11的輸入端通過通訊模塊13與移動終端3連接，輸出端與電機模塊12連接，用于接收移動終端3下達的運動指令，并將運動指令下發給電機模塊12，以控制電機的運動，進而控制車輪17的運行。所述電機模塊12包括帶編碼器的電機，帶編碼器的電機可采用現有技術，編碼器對電機的位置(也稱旋轉角度)進行檢測，并輸出表示該位置的位置數據給運動控制模塊11，運動控制模塊11將位置信息通過通訊模塊13傳輸給移動終端3，并根據移動終端3發送的運動指令控制電機運行，進而實現精準的運行固定長度的距離、旋轉固定長度的角度。所述通訊模塊13用于機器人1與移動終端3建立Wi-Fi通訊。手機APP(移動終端3)根據機器人1傳輸的實時數據動態更新APP中的內容，并根據機器人1當前所處的地圖，構造出虛擬的游戲場景。所述視覺處理模塊14與攝像頭15連接，視覺處理模塊14具有分析圖像的功能，能夠分辨出紅外圖像的輪廓形狀，從而根據保存在手機APP及機器人1中的地圖信息確定機器人1的坐標。具體的，視覺處理模塊14包括有CMOS感光器件，CMOS感光器件將傳感器、控制器、處理器、轉換器和評估邏輯電路等全部集成到一塊芯片之中，CMOS感光器件通過攝像頭15采集當前圖像信息，提取圖像信息中紅外光源的輪廓形狀信息，根據預存的地圖信息判斷機器人1的位置坐標，并將機器人1的當前位置信息發送至移動終端3。所述紅外濾光片16用于紅外線及雜光濾除處理，以保留920納米至960納米的紅外線圖像進入到攝像頭15內。進入攝像頭15的紅外標志信號在視覺處理模塊14的CMOS感光器件中獲得圖像。本實施例中，紅外地圖圖像處理的具體流程包括以下幾個步驟：步驟一，游戲地圖2的位置節點21處具有特定形狀的紅外光源，所述的視覺處理模塊14通過攝像頭15采集到光源發出的紅外圖像，并通過紅外濾光片16，濾除干擾光線，得到圖像i1；步驟二，采用Gaussian濾波對i1圖像信號進行平滑處理，濾除圖像中的噪點得到圖像i2；步驟三，對i2進行灰度化處理得到i3；步驟四，對i3進行輪廓提取得到i4；步驟五，通過輪廓確定紅外標志在機器人1內存儲的編號，進而確定機器人1所在的位置坐標。其中，步驟二至步驟五均由視覺處理模塊14完成。...

【技術保護點】
1.一種使用紅外視覺進行游戲地圖定位的玩具機器人，其特征在于：包括機器人、游戲地圖、移動終端；/n所述機器人包括殼體，殼體內設置有運動控制模塊、電機模塊、通訊模塊、視覺處理模塊，所述運動控制模塊、視覺處理模塊分別與通訊模塊連接，所述電機模塊與運動控制模塊連接，殼體的下方正對著地圖設置有攝像頭，攝像頭下方安裝有紅外濾光片；/n所述游戲地圖包括位置節點及道路，位置節點的中心設有特定形狀的紅外光源，游戲地圖信息預存在機器人及移動終端內；/n所述移動終端用于與機器人進行實時通訊，并根據游戲地圖生成虛擬場景，在游戲過程中提供任務分配、計分、獎勵，以及向機器人發送運動控制指令。/n

【技術特征摘要】
1.一種使用紅外視覺進行游戲地圖定位的玩具機器人，其特征在于：包括機器人、游戲地圖、移動終端；
所述機器人包括殼體，殼體內設置有運動控制模塊、電機模塊、通訊模塊、視覺處理模塊，所述運動控制模塊、視覺處理模塊分別與通訊模塊連接，所述電機模塊與運動控制模塊連接，殼體的下方正對著地圖設置有攝像頭，攝像頭下方安裝有紅外濾光片；
所述游戲地圖包括位置節點及道路，位置節點的中心設有特定形狀的紅外光源，游戲地圖信息預存在機器人及移動終端內；
所述移動終端用于與機器人進行實時通訊，并根據游戲地圖生成虛擬場景，在游戲過程中提供任務分配、計分、獎勵，以及向機器人發送運動控制指令。


2.根據權利要求1所述的玩具機器人，其特征在于：所述運動控制模塊的輸入端通過通訊模塊與移動終端連接，輸出端與電機模塊連接，用于將移動終端下達的運動指令轉換為實際的電機運動。


3.根據權利要求2所述的玩具機器人，其特征在于：所述電機模塊包括帶編碼器的電機，用于精準控制機器人的運動距離及旋轉角度。


4.根據權利要求1所述的玩具機器人，其特征在于：所述通訊模塊用于機器人與移...

【專利技術屬性】
技術研發人員：杜驍釋，王冠，陳浩，
申請(專利權)人：武漢蛋玩科技有限公司，
類型：發明
國別省市：湖北;42