一種跟蹤玩具的製作方法
2023-10-07 09:47:49
一種跟蹤玩具的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種跟蹤玩具，該跟蹤玩具包括驅動單元、視覺單元以及主控單元，其中，該視覺單元用於獲取包括被跟蹤對象在內的圖像；該主控單元根據所述圖像分析所述被跟蹤對象的運動狀態並控制所述驅動單元進行跟蹤。本發明公開的跟蹤玩具具有良好的自動跟蹤功能。
【專利說明】一種跟蹤玩具
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種玩具，特別涉及一種具有自動跟蹤功能的跟蹤玩具。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的不斷發展，傳統的玩具開始朝向智能型玩具發展，智能型玩具的功能日益豐富。
[0003]在現有的智能型玩具中，其功能大致限於發聲、發光、自動轉向、遙控控制等。
[0004]其中，遙控控制的智能型玩具雖然也能夠進行跟蹤，但其需要大量人為的實時操作，一旦停止人為的實時操作便無法進行跟蹤，對人為的實時操作依賴較大，因此，現有技術中的玩具不具有自動跟蹤功能。
【發明內容】
[0005]本發明提供一種跟蹤玩具，以解決現有技術中的玩具不具有自動跟蹤功能的問題。
[0006]為解決上述技術問題，本發明採用的一個技術方案是:提供一種跟蹤玩具，所述跟蹤玩具包括驅動單元、視覺單元以及主控單元，其中，所述視覺單元用於獲取包括被跟蹤對象在內的圖像；所述主控單元根據所述圖像分析所述被跟蹤對象的運動狀態並控制所述驅動單元進行跟蹤。
[0007]根據本發明一優選實施例，所述主控單元進一步包括交互模塊，所述交互模塊用於將所述被跟蹤對象向所述視覺單元做的觸發動作解析為相應指令控制所述驅動單元。
[0008]根據本發明一優選實施例，所述主控單元進一步包括距離控制模塊，所述距離控制模塊用於將實際跟蹤距離與預設跟蹤距離相比較，當所述實際跟蹤距離與所述預設跟蹤距離的差值範圍不在域值範圍內時調節所述驅動單元的速度以控制所述跟蹤玩具的實際跟蹤距離。
[0009]根據本發明一優選實施例，所述視覺單元包括紅外發射單元和紅外接收單元，所述紅外發射單元發出紅外光；所述紅外接收單元根據反射回來的紅外光確定所述被跟蹤對象；其中，所述被跟蹤對象配帶有反射紅外光的標識物。
[0010]根據本發明一優選實施例，所述紅外接收單元為一個，所述標識物為球狀，所述主控單元根據一個所述紅外接收單元獲得的球狀標識物的面積計算所述實際跟蹤距離。
[0011]根據本發明一優選實施例，所述紅外接收單元為兩個，所述主控單元根據兩個所述紅外接收單元獲得的兩幅視差圖像計算所述實際跟蹤距離。
[0012]根據本發明一優選實施例，所述標識物附著於腕帶上。
[0013]根據本發明一優選實施例，所述視覺單元為深度攝像頭。
[0014]根據本發明一優選實施例，所述跟蹤玩具為跟蹤玩具車、跟蹤玩具飛機或跟蹤玩具寵物，所述視覺單元設置於所述跟蹤玩具車、跟蹤玩具飛機或所述跟蹤玩具寵物的前端和/或後端。[0015]根據本發明一優選實施例，所述主控單元進一步包括無線通信模塊，所述無線通信模塊與所述驅動單元電連接，用於接收無線控制信號以控制所述驅動單元。
[0016]本發明的有益效果是:區別於現有技術的情況，本發明公開的跟蹤玩具通過視覺方式確定被跟蹤對象直接準確，通過觸發動作啟動跟蹤玩具更加人性化，兼有距離控制和遙控功能，使得本發明公開跟蹤玩具具有良好的自動跟蹤功能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發明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，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖，其中:
[0018]圖1是根據本發明第一優選實施例的跟蹤玩具的簡化模塊結構示意圖；
[0019]圖2是根據本發明第二優選實施例的跟蹤玩具的簡化模塊結構示意圖；以及。
[0020]圖3是根據本發明第三優選實施例的跟蹤玩具的簡化模塊結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0022]請參閱圖1，圖1是根據本發明第一優選實施例的跟蹤玩具的簡化模塊結構示意圖。
[0023]如圖1所示，本發明第一優選實施例提供了一種跟蹤玩具100，該跟蹤玩具100主要包括驅動單元110、視覺單元120以及主控單元130。其中，該主控單元130分別與該驅動單元110、視覺單元120電連接。本文中的「跟蹤」是指跟蹤玩具保持和被跟蹤對象同步的運動狀態，例如，被跟蹤對象停，跟蹤玩具也停，被跟蹤對象走，跟蹤玩具也相應行動。
[0024]該跟蹤玩具100可以是跟蹤玩具車、跟蹤玩具飛機或跟蹤玩具寵物，其中，跟蹤玩具寵物可以是跟蹤玩具狗、跟蹤玩具貓等。
[0025]相應的，該驅動單元110則分別是跟蹤玩具車的車輪、馬達、電源等驅動系統；跟蹤玩具飛機的機翼、引擎、電源等驅動系統；跟蹤玩具狗或跟蹤玩具貓的四肢、關節、馬達、電源等驅動系統。該驅動單元110的具體結構可參考本領域技術人員公知的實現方式，此處不詳述。
[0026]在本發明第一優選實施例中，該視覺單元120用於獲取包括被跟蹤對象(未圖示)在內的圖像，該視覺單元120可以是紅外攝像頭或深度攝像頭等功能攝像頭，通常設置於該跟蹤玩具100的前端或後端或者前後端均設，例如，設置於跟蹤玩具車、跟蹤玩具飛機的前燈、尾燈位置，跟蹤玩具狗或跟蹤玩具貓的眼睛、臀部位置。該視覺單元120工作時實時獲得包括被跟蹤對象在內的圖像幀並傳輸給主控單元130。該被跟蹤對象通常是人，當然並不限於此，也可以是其他行動物體。
[0027]在本發明第一優選實施例中，該主控單元130根據該視覺單元120獲取的包括被跟蹤對象在內的圖像分析該被跟蹤對象的運動狀態(如行動方向、速度)並控制該驅動單元110進行跟蹤。該主控單元130通常設置於跟蹤玩具100的內部。具體地，該主控單元130將該視覺單元120工作時實時獲得包括被跟蹤對象在內的圖像幀進行對比分析，根據該圖像幀中被跟蹤對象的位置變化值判斷被跟蹤對象的運動狀態並傳輸相應控制信號給驅動單元110進行跟蹤。
[0028]其中，該主控單元130進一步包括交互模塊132和距離控制模塊134。
[0029]在本發明第一優選實施例中，該交互模塊132用於將該被跟蹤對象向該視覺單元120做的觸發動作解析為相應指令控制該驅動單元110。本文中的「觸發動作」是指該動作發生時會促使跟蹤玩具產生相應行動的功作。
[0030]具體而言，該交互模塊132內存儲有自定義的觸發動作對應的指令表，當該被跟蹤對象向該視覺單元120做某一觸發動作時，該視覺單元120將該被跟蹤對象所做的觸發動作的圖像幀傳輸給該交互模塊132，該交互模塊132對該圖像幀進行相應分析和數據處理，判斷該圖像幀中被跟蹤對象的變化是否為該被跟蹤對象意向與跟蹤玩具100進行交互(本文中的「交互」是指被跟蹤對象通過觸發動作與跟蹤玩具100進行單向交流、命令)，若是，則通過查詢指令表判斷該跟蹤對象意向進行何種交互，並將相應的控制指令傳輸給該驅動單元Iio進行相應交互。
[0031]對於跟蹤玩具車而言，交互的項目一般包括走、停、鳴笛、亮燈等，對於跟蹤玩具飛機而言，交互的項目一般包括起飛、降落、亮燈等，對於跟蹤玩具寵物而言，交互的項目一般包括走、停、坐、臥、起立等。
[0032]觸發動作可包括招手、推手、壓手掌和抬手掌等。舉例而言，被跟蹤對象是人，欲使跟蹤玩具車走的觸發動作為向視覺單元120招手，欲使跟蹤玩具車停的觸發動作為向視覺單元120推手，欲使跟蹤玩具寵物座、臥的觸發動作為向視覺單元120壓手掌，壓手掌的程度不同對應使跟蹤玩具寵物座、臥；欲使跟蹤玩具寵物起的觸發動作為向視覺單元120抬手掌。當然，為了保證交互的準確性，具體的觸發動作可以在交互距離、時間停留、動作重複次數等方面進行優化設計來避免跟蹤玩具100出現誤交互。
[0033]在本發明第一優選實施例中，該距離控制模塊134用於將該視覺單元120獲得的實際跟蹤距離與預設跟蹤距離相比較，當該實際跟蹤距離與該預設跟蹤距離的差值範圍不在域值範圍內時調節該驅動單元110的速度以控制該跟蹤玩具100的實際跟蹤距離。
[0034]其中，實際跟蹤距離是指視覺單元120與被跟蹤對象之間的距離。例如，設置預設跟蹤距離為2米，域值為0.2米，當實際跟蹤距離不在1.8米至2.2米範圍內時，該距離控制模塊134發出相應控制信號給驅動單元110，使其加速或減速以保證實際跟蹤距離。
[0035]請一併參閱圖2，圖2是根據本發明第二優選實施例的跟蹤玩具的簡化模塊結構示意圖。
[0036]如圖2所示，本發明第二優選實施例提供了一種跟蹤玩具200，該跟蹤玩具200主要包括驅動單元210、視覺單元220以及主控單元230。其中，驅動單元210、包括交互模塊232和距離控制模塊234的主控單元230與本發明第一優選實施例大致相同，其相同之處可參考本發明第一優選實施例，此處不再贅述。
[0037]本發明第二優選實施例與本發明第一優選實施例的不同之處在於，視覺單元220包括紅外發射單元222和紅外接收單元224。[0038]該紅外發射單元222用於發出紅外光，該紅外發射單元222可採用市場上現有的紅外發光二極體。
[0039]該紅外接收單元224根據反射回來的紅外光確定該被跟蹤對象，該紅外接收單元224可採用市場上現有紅外攝像頭。
[0040]相應的，視覺單元220採用紅外發射單元222和紅外接收單元224來確定被跟蹤對象時，被跟蹤對象配帶有反射紅外光的標識物(未圖示)，該標識物大量反射紅外發射單元222發出的紅外光使得該紅外接收單元224獲得反光區域的位置從而獲得標識物的位置，並依此確定被跟蹤對象的位置，在本發明第二優選實施例中，該標識物附著於易扣型的腕帶(未圖示)上，該腕帶可由布料、塑料、彈力鋼片等軟性材料製成，通過彈性扭曲、磁性吸附、紐扣固定等方式配帶於被跟蹤對象的手腕、腳腕等位置，該標識物可以是塗層，塗覆於腕帶的表面。
[0041]在本發明第二優選實施例中，該紅外接收單元224可為一個，相應的，該標識物應為球狀，主控單元230根據一個紅外接收單元224獲得的球狀標識物的面積可計算出跟蹤玩具200與被跟蹤對象的實際距離，其原理是紅外接收單元224獲得的球狀標識物的面積與球狀標識物相對紅外接收單元224的距離成正比關係，球狀標識物越靠近紅外接收單元224，紅外接收單元224獲得的球狀標識物的面積越大，反之越小，因此，預先確定球狀標識物在預定距離的面積，根據比例關係即可計算出紅外接收單元224獲得的不同球狀標識物的面積對應的距離。
[0042]在本發明第二優選實施例中，該紅外接收單元224可為兩個，主控單元230根據兩個紅外接收單元224獲得的兩幅視差紅外圖像可以計算跟蹤玩具200與被跟蹤對象的實際距離。一般而言，該兩個紅外接收單元224的光軸應平行，其可通過結構設置配合現有技術中的畸變校正法、平行校正法來實現。
[0043]在本發明第二優選實施例中，該主控單元200進一步包括無線通信模塊236，無線通信模塊236與該驅動單元210電連接，該無線通信模塊236用於接收無線控制信號以控制該驅動單元。即本發明第二優選實施例提供的跟蹤玩具200兼有遙控控制的條件，通過遙控信號來控制跟蹤玩具200與被跟蹤對象的交互和實際跟蹤距離，遙控控制的實現方式可參考現有技術中的實現方案，此處不再贅述。
[0044]請一併參閱圖3，圖3是根據本發明第三優選實施例的跟蹤玩具的簡化模塊結構示意圖。
[0045]如圖3所示，本發明第三優選實施例提供了一種跟蹤玩具300，該跟蹤玩具300主要包括驅動單元310、深度攝像頭320以及主控單元330。其中，驅動單元310、包括交互模塊332、距離控制模塊334以及無線通信模塊336的主控單元330與本發明第二優選實施例大致相同，其相同之處可參考本發明第二優選實施例，此處不再贅述。
[0046]本發明第三優選實施例與本發明第二優選實施例的不同之處在於，視覺單元220替換為深度攝像頭320，採用深度攝像頭320的優點在於其可直接獲得實際跟蹤距離，其獲得實際跟蹤距離的原理是深度攝像頭320的紅外光二極體發出紅外光，通過計算紅外光發出並返回到深度攝像頭320的圖像傳感器上的時間來獲得深度攝像頭320相對被跟蹤對象的距離，採用深度攝像頭320不需要專用的標識物，但價格稍貴。
[0047]綜上所述，本領域技術人員容易理解，本發明公開的跟蹤玩具通過視覺方式確定被跟蹤對象直接準確，通過觸發動作啟動跟蹤玩具更加人性化，兼有距離控制和遙控功能，使得本發明公開跟蹤玩具具有良好的自動跟蹤功能。
[0048]以上所述僅為本發明的示例性實施例，並非因此限制本發明的專利保護範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種跟蹤玩具，其特徵在於，包括: 驅動單元； 視覺單元，用於獲取包括被跟蹤對象在內的圖像； 主控單元，根據所述圖像分析所述被跟蹤對象的運動狀態並控制所述驅動單元進行跟足示O
2.根據權利要求1所述的跟蹤玩具，其特徵在於，所述主控單元進一步包括交互模塊，所述交互模塊用於將所述被跟蹤對象向所述視覺單元做的觸發動作解析為相應指令控制所述驅動單元。
3.根據權利要求1所述的跟蹤玩具，其特徵在於，所述主控單元進一步包括距離控制模塊，所述距離控制模塊用於將實際跟蹤距離與預設跟蹤距離相比較，當所述實際跟蹤距離與所述預設跟蹤距離的差值範圍不在域值範圍內時調節所述驅動單元的速度以控制所述跟蹤玩具的實際跟蹤距離。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的跟蹤玩具，其特徵在於，所述視覺單元包括: 紅外發射單元，發出紅外光； 紅外接收單元，根據反射回來的紅外光確定所述被跟蹤對象； 其中，所述被跟蹤對象配帶有反射紅外光的標識物。
5.根據權利要求4所述的跟蹤玩具，其特徵在於，所述紅外接收單元為一個，所述標識物為球狀，所述主控單元根據一個所述紅外接收單元獲得的球狀標識物的面積計算所述實際跟蹤距離。
6.根據權利要求4所述的跟蹤玩具，其特徵在於，所述紅外接收單元為兩個，所述主控單元根據兩個所述紅外接收單元獲得的兩幅視差圖像計算所述實際跟蹤距離。
7.根據權利要求4所述的跟蹤玩具，其特徵在於，所述標識物附著於腕帶上。
8.根據權利要求1至3中任一項所述的跟蹤玩具，其特徵在於，所述視覺單元為深度攝像頭。
9.根據權利要求1至3中任一項所述的跟蹤玩具，其特徵在於，所述跟蹤玩具為跟蹤玩具車、跟蹤玩具飛機或跟蹤玩具寵物，所述視覺單元設置於所述跟蹤玩具車、跟蹤玩具飛機或所述跟蹤玩具寵物的前端和/或後端。
10.根據權利要求1所述的跟蹤玩具，其特徵在於，所述主控單元進一步包括無線通信模塊，所述無線通信模塊與所述驅動單元電連接，用於接收無線控制信號以控制所述驅動單元。
【文檔編號】A63H30/04GK103537099SQ201210237573
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月9日 優先權日:2012年7月9日
【發明者】袁江龍, 陳濟堂, 柳林祥, 師丹瑋 申請人:深圳泰山在線科技有限公司