一种基于颜色识别的娱乐装置及其互动方法与流程

本发明涉及玩具领域，特别是涉及一种基于颜色识别的娱乐装置及其互动方法。

背景技术：

随着电子技术的发展，出现了多种多样的幼儿玩具，许多玩具具有一定的智能，能够帮助儿童提高认知水平，起到寓教于乐的作用。具有颜色识别的玩具能根据识别到的颜色点亮相应的彩灯，提高儿童对色彩的认识。但目前市场上具有颜色识别的玩具多为对颜色进行简单识别，未能与智能设备有效结合来实现互动。已有的与智能设备的连接主要通过有线连接，但有线连接需要一条线连接，携带不方便且影响美观。此外，已有的玩具未能与智能设备中的游戏应用程序进行互动，实现将虚拟游戏与实体玩具相结合来增加玩具及游戏的乐趣。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于颜色识别的娱乐装置及其互动方法，将安装有颜色识别传感器的玩具与安装有游戏应用的智能设备相结合实现虚拟游戏与实体玩具互动。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于颜色识别的娱乐装置，包括智能设备和玩具，所述玩具放置在所述智能设备的触控显示屏上；

所述智能设备包括用于在所述触控显示屏上产生色块的游戏应用单元；

所述玩具包括颜色传感单元、数据处理单元和执行单元，所述颜色传感单元用于接收所述智能设备产生的色块并能根据所述色块的闪烁频率识别所述色块的颜色变化；所述数据处理单元用于接收所述颜色传感单元输出的颜色信息，根据颜色信息匹配预设的动作，并输出该动作的数据；所述执行单元用于接收所述数据处理单元输出的动作数据，并根据动作数据执行相应的动作；

所述玩具还包括触控单元，所述触控单元触碰到游戏应用单元中设定的某个事物时，所述事物产生预设的色块，所述色块的闪烁频率能被所述颜色传感单元识别。

优选的，所述执行单元包括：灯光显示单元，用于接收所述数据处理单元输出的颜色信息，点亮相应颜色的彩灯；

优选的，所述执行单元进一步包括：

灯光闪烁单元，用于接收所述数据处理单元输出的闪烁数据，并根据该闪烁数据控制灯光进行闪烁；

声音播放单元，用于接收所述数据处理单元输出的声音数据，并根据该声音数据播放相应的音乐；

玩具动作单元，用于接收所述数据处理单元输出的玩具动作数据，并根据该玩具动作数据执行相应的振动、停止、跳开或收拢；

优选的，所述颜色传感单元包括一安装于玩具底盘的颜色传感器。

一种玩具与智能设备互动的方法，包括：

启动智能设备上的游戏应用程序；所述游戏应用程序显示在所述智能设备的触控显示屏上；

将玩具放置在所述智能设备的触控显示屏上任意位置；

所述玩具的触控单元触碰到所述游戏应用程序中预设的事物时所述事物产生预设的色块；

所述玩具的颜色传感单元根据所述色块的闪烁频率对所述色块的颜色进行识别，并将识别到的颜色信息传输给玩具的数据处理单元；

所述数据处理单元根据接收到的颜色信息控制执行单元执行预设的动作。

优选的，所述数据处理单元根据接收到的颜色信息控制执行单元执行以下一种或几种动作：点亮灯光、控制灯光闪烁、控制玩具振动、控制玩具外壳跳开、控制玩具停止振动、控制玩具停止移动、发出预先设定的音效。

优选的，所述玩具为不可移动玩具；启动智能设备上的游戏应用程序后，所述智能设备的触控显示屏上显示动态车道，且沿所述车道依次设置有多个事物，随着动态车道的动态变化，车道上布置的多个事物依次触碰到玩具的触控单元，所述多个事物依次产生预设的色块，且不同的事物产生不同颜色的色块。

另一优选方案中，所述玩具为可移动玩具；启动智能设备上的游戏应用程序后，所述智能设备的游戏界面上显示动态车道或静态车道，且沿所述车道依次设置有多个事物；所述玩具在移动的过程中，其触控单元依次触碰到所述车道上的多个事物，所述多个事物依次产生预设的色块，且不同的事物产生不同颜色的色块。

优选的，所述多个事物包括路障、金币、车辆、建筑物。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

玩具触控单元触碰到游戏应用程序中设定的某个事物时，所述事物能产生预设的色块，实现了虚拟事物到色块的转换；事物产生的色块按能被所述颜色传感单元识别的频率闪烁，实现了颜色传感单元将色块转换成颜色信息；玩具通过识别颜色的变化，实现产生一系列响应动作；通过将安装有颜色识别传感器的玩具与智能设备相结合实现了虚拟游戏与实体玩具互动。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种基于颜色识别的娱乐装置及其互动方法不局限于实施例。

附图说明

图1是本发明装置的玩具和智能设备的结构示意图；

图2是本发明装置的玩具放置在智能设备上的结构示意图；

图3是本发明装置的结构框图；

图4是本发明颜色传感器的引脚图；

图5是本发明的数据流程图。

具体实施方式

请参见图1至图3所示，本发明的一种基于颜色识别的娱乐装置，包括智能设备2和玩具1，所述玩具1放置在所述智能设备2的触控显示屏上。本实施例中所述玩具为玩具车，所述智能设备为手机或平板电脑。

所述智能设备2包括用于在其触控显示屏上产生色块的游戏应用单元21。

所述玩具1包括颜色传感单元11、数据处理单元12和执行单元13。

本实施例中，所述颜色传感单元包括一安装于玩具底盘的颜色传感器，所述颜色传感器的型号为tcs3200。所述颜色传感器用于接收所述智能设备2产生的色块并能根据所述色块的闪烁频率识别所述色块的颜色。所述颜色传感器用于接收所述智能设备2产生的色块并能根据所述色块的闪烁频率识别所述色块的颜色变化；具体的，通过识别单位时间内各种颜色亮的次数和灭的次数来识别智能设备2发送的信息。

如图4所示，tcs3200采用8引脚的soic表面贴装式封装，在单一芯片上集成有64个光电二极管，这些二极管分为4种类型，其16个光电二极管带有红色滤波器；16个光电二极管带有绿色滤波器；16个光电二极管带有蓝色滤波器，其余16个不带有任何滤波器，可以透过全部的光信息，这些光电二极管在芯片内是交叉排列的，能够最大限度地减少入射光辐射的不均匀性，从而增加颜色别的精确度；另一方面，相同颜色的16个光电二极管是并联连接的，均匀分布在二极管阵列中，可以消除颜色的位置误差。工作时，通过两个可编程的引脚来动态选择所需要的滤波器，该传感器的典型输出频率范围从2hz－500khz，还可以通过两个可编程引脚来选择100％、20％或2％的输出比例因子，或电源关断模式。输出比例因子使传感器的输出能够适应不同的测量范围，提高了它的适应能力。例如，当使用低速的频率计数器时，就可以选择小的定标值，使tcs3200的输出频率和计数器相匹配。

当入射光投射到tcs3200上时，通过光电二极管控制引脚s2、s3的不同组合，可以选择不同的滤波器；经过电流到频率转换器后输出不同频率的方波(占空比是50％)，不同频率的方波；不同频率的方波；还可以通过输出定标控制引脚s0、s1，选择不同的输出比例因子，对输出频率范围进行调整，以适应不同的需求。

具体的，s0、s1用于选择输出比例因子或电源关断模式；s2、s3用于选择滤波器的类型；oe反是频率输出使能引脚，可以控制输出的状态，当有多个芯片引脚共用微处理器的输出引脚时，也可以作为片选信号，out是频率输出引脚，gnd是芯片的接地引脚，vdd为芯片提供工作电压。

人们通常所看到的物体颜色，实际上是物体表面吸收了照射到它上面的白光(日光)中的一部分有色成分，而反射出的另一部分有色光在人眼中的反应。白色是由各种频率的可见光混合在一起构成的，也就是说白光中包含着各种颜色的色光(如红r、黄y、绿g、青v、蓝b、紫p)。根据三原色理论可知，各种颜色是由不同比例的三原色(红、绿、蓝)混合而成的。由上面的三原色感应原理可知，如果知道构成各种颜色的三原色的值，就能够知道所测试物体的颜色。对于tcs3200来说，当选定一个颜色滤波器时，它只允许某种特定的原色通过，阻止其它原色的通过。例如：当选择红色滤波器时，入射光中只有红色可以通过，蓝色和绿色都被阻止，这样就可以得到红色光的光强；同理，选择其他的滤波器，就可以得到蓝色光和绿色光的光强。通过这三个光强值，就可以分析出反射到tcs3200传感器上的光的颜色。

所述数据处理单元12用于接收所述颜色传感单元输出的rgb光强信息，与已存储的颜色的rgb值进行比较，获得光的颜色。再根据颜色信息匹配预设的动作，并输出该动作的数据；所述执行单元13用于接收所述数据处理单元12输出的动作数据，并根据动作数据执行相应的动作。具体的，所述数据处理单元可基于单片机或plc实现，本实施例中，所述数据处理单元的主控芯片的型号采用stm8s003f。

进一步的，如图3所示，所述执行单元13包括灯光显示单元131，用于接收所述数据处理单元12输出的颜色信息，并根据该颜色识别结果控制相应颜色的亮灭，所述相应颜色的led是与所识别的颜色一致的led。

所述执行单元13进一步包括：

灯光闪烁单元132，用于接收所述数据处理单元12输出的闪烁数据，并根据该闪烁数据控制灯光进行闪烁。具体的，所述数据是通过指令的方式发送的，不同的颜色对应不同的指令。所述闪烁包括可以包括慢速闪烁、普通速度闪烁和高速闪烁及其他任意设置的闪烁速度。

声音播放单元133，用于接收所述数据处理单元12输出的声音数据，并根据该声音数据播放相应的音乐。

玩具动作单元134，用于接收所述数据处理单元12输出的玩具动作数据，并根据该玩具动作数据执行相应的振动、停止、跳开、收拢或其他设置的动作。

具体的，所述执行单元13执行的动作可以是灯光显示单元131、灯光闪烁单元132、声音播放单元133和玩具动作单元134中动作的一种或几种的组合。

所述玩具还包括触控单元14，所述触控单元14触碰到游戏应用单元21中设定的某个事物时，所述事物产生预设的色块，所述色块的闪烁频率能被所述颜色传感单元识别，。具体的，所述事件可以是路障、金币、车辆、建筑物、人或其他游戏中虚拟的任意事物。当游戏应用单元运行时，按程序设计，在智能设备触控显示屏上不同的位置出现上述任意事物，当述放置在触控显示屏上的玩具中的触控单元14触碰到上述事物时，触发对应的颜色。如触碰到路障显示蓝色色块，触碰到金币显示绿色色块，触碰到车辆显示黄色色块，触碰到建筑物显示红色色块等等。具体的，并不是任意的触碰都能引发事物到色块的变化，只有所述触控单元14按与游戏应用单元21约定的触碰方式触碰时(如为特定材质的触头讯号)，所述事物才会转化为相应的色块。玩具上安装的颜色传感器接收并识别所述色块信号，并转换为相应的动作。

如图5所示为本发明的数据流程图。当然，图5所列举出来的仅是本实施例的部分颜色及其表现出来的对应的动作，只是为了帮助更好地理解本发明，不应该作为本发明的全部。

手机根据接收到的玩具的触碰信号，将具体事物转化为局部的屏幕色块，如黑色、白色、红色、绿色、蓝色、黄色、青色、紫色。玩具上的传感器接收并识别颜色信息，将所述颜色信息传输给数据处理单元12的智能芯片，所述智能芯片根据预设的程序识别接收到的颜色，点亮对应的led灯光。同时根据的将接收的颜色与预设的动作对应，以指令的方式发送给执行单元13。所述一种颜色可以对应多条指令，如黑色对应车辆停止移动，红色对应玩具外壳跳开并播放类似炸开的声音，白色对应停止抖动，绿色对应马达小幅度的振动，蓝色对应蓝色灯闪烁并播放柔和音乐，黄色对应马达大幅度振动，青色对应青色灯高速闪烁并播放急速声音，紫色对应马达小幅度振动和紫色灯光闪烁。

本实施例中，所述颜色传感器的型号及所述数据处理单元的主控芯片的型号仅作为实施例的一个可选型号，其他具有相同功能的颜色传感器或主控芯片均可以作为替换。

一种玩具与智能设备互动的方法，包括：

启动智能设备2上的游戏应用程序；所述游戏应用程序显示在所述智能设备的触控显示屏上；

将玩具1放置在所述智能设备的触控显示屏上任意位置；

玩具上电启动，所述玩具1的触控单元14触碰到所述游戏应用程序中预设的事物时所述事物产生预设的色块；

所述玩具的颜色传感单元11根据所述色块的闪烁频率对所述色块的颜色变化进行识别，并将识别到的颜色信息传输给玩具的数据处理单元12；

所述数据处理单元12根据接收到的颜色信息控制执行单元13执行预设的动作。

进一步的，所述数据处理单元12根据接收到的颜色信息控制执行单元13执行以下一种或几种动作：点亮灯光、控制灯光闪烁、控制玩具振动、控制玩具外壳跳开、控制玩具停止振动、控制玩具停止移动、发出预先设定的音效。

一优选方案中，所述玩具为不可移动玩具，固定在触控屏上的某一位置；启动智能设备上的游戏应用程序后，所述智能设备的触控显示屏上显示动态车道，且沿所述车道依次设置有多个事物，随着动态车道的动态变化，车道上布置的多个事物依次触碰到玩具的触控单元14，所述多个事物依次产生预设的色块，且不同的事物产生不同颜色的色块。

另一优选方案中，所述玩具为可移动玩具，按指定的轨迹运行；启动智能设备上的游戏应用程序后，所述智能设备的游戏界面上显示动态车道或静态车道，且沿所述车道依次设置有多个事物；所述玩具在移动的过程中，其触控单元14依次触碰到所述车道上的多个事物，所述多个事物依次产生预设的色块，且不同的事物产生不同颜色的色块。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的基于颜色识别的娱乐装置及其互动方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。