在交互面上指导移动物体的系统和方法
【专利摘要】提供了指导交互面上的物体移动的系统和方法。当用户对交互面上的第一物体采取一个操作，有效连接到该交互面的处理器被配置为指导第二物体移动，以根据用户定义的规则来回应第一用户所采取的操作。
【专利说明】在交互面上指导移动物体的系统和方法
[0001]对相关申请的交叉引用。
[0002]本申请是标题为“使用实体物件运行计算机程序的系统及方法”、提交于2014年6月13日的国际专利申请PCT/CN2014/079891的部分继续申请；国际专利申请PCT/CN2014/079891是标题为“识别物体身份和相对于互动表面的位置的系统及方法”、提交于2014年3月6日的国际专利申请PCT/CN2014/072961的部分继续申请；国际专利申请PCT/CN2014/072961是标题为“识别物体身份和相对于互动表面的位置的系统及方法”、提交于2014年I月30日的国际专利申请PCT/CN2014/071850的部分继续申请；国际专利申请PCT/CN2014/071850是标题为“互动板的系统及方法”、提交于2013年3月12日的国际专利申请PCT/CN2013/072481的部分继续申请。本申请又是标题为“识别物体身份、朝向和相对于互动表面的位置的系统及方法”、提交于2014年6月23日的国际专利申请PCT/CN2014/080495的部分继续申请；国际专利申请PCT/CN2014/080495是标题为“识别物体身份和相对于互动表面的位置的系统及方法”、提交于2014年6月13日的国际专利申请PCT/CN2014/079892的部分继续申请；国际专利申请PCT/CN2014/079892是标题为“识别物体身份和相对于互动表面的位置的系统及方法”、提交于2014年3月6日的国际专利申请PCT/CN2014/072961的继续申请；国际专利申请PCT/CN2014/072961是标题为“识别物体身份和相对于互动表面的位置的系统及方法”、提交于2014年I月30日的国际专利申请PCT/CN2014/071850的部分继续申请；国际专利申请PCT/CN2014/071850是标题为“互动板的系统及方法”、提交于2013年3月12日的国际专利申请PCT/CN2013/072481的部分继续申请。
[0003]上述每件申请的全部公开内容以引用方式纳入。
技术领域
[0004]本发明涉及用户与物体之间的互动，更具体来说，涉及系统，其中第二物体被移动以响应对第一物体所执行的操作。
【背景技术】
[0005]通过允许用户和设备之间高水平的互动，廉价的计算机处理器的涌现对娱乐和教育游戏产生了非常大的影响。例如，已经开发的许多计算机游戏，使真人玩家与计算机对手来对阵。典型地，这样的电脑游戏通过电子显示系统创建动态的交互式多媒体环境，来提供游戏活动的可视化显示。不幸的是，这种显示缺乏传统板为基础的游戏固有的允许物理互动的立体性。此外，几乎所有的计算机游戏都是基于屏幕的，并要求玩家与电子屏幕互动，不管是手提计算机，还是智能手机，或平板电脑。因此，当用户使用计算机交互系统用于娱乐或者教育目的时，他们从很小的年龄就越来越多地暴露在屏幕之下。
[0006]另一方面，传统的交互系统可以使用一个或多个可移动的物体，让用户(尤其是年轻用户)感觉更加“自然”也更易于互动。例如，棋子可触及和操作的传统棋牌游戏所提供的快乐和感觉，无疑是有利的。但是，他们往往缺乏电脑游戏可以提供的音频和/或视频互动或其他形式的复杂反馈。
[0007]因此，期望提供一种新的、创新的游戏系统，它不使用电子屏，但保持计算机系统的效果，允许用户与系统之间较高水平的互动。也希望提供一个系统，可以避免传统交互系统的弱点，而利用它们的优点。本发明提供一个系统来指导交互面上的移动物体，用于娱乐、教育或生产的目的。优选地，这样的系统不包括一个屏幕，但包括处理器，以便充分利用由计算机系统所提供的互动效果的优点。
【发明内容】
[0008]本发明提供了一种利用交互面结合处理器来指导一个移动的物体的全新的方法。所述交互面被配置为识别放置在所述交互面上的物体，所述处理器被配置为指导一个移动物体的移动来回应第一物体的操作。
[0009]根据本发明的一个实施例，用户在交互面上放置多个物体。物体可以是芯片，按钮，代用币，卡片，小塑像，积木或棋子。每个物体都包括包含物体的身份信息的识别码，并至少有一个物体是嵌入了一个移动模块的移动物体。射频天线、电源和微计算机单元也嵌入在每个移动物体上，微计算机单元被有效连接到射频天线和移动模块。一旦所述物体被放置在所述交互面上，所述交互面被配置为识别物体的身份信息、位置和朝向，例如使用射频识别技术。如果对这些物体采取了任何操作，物体的身份信息、位置和朝向的信息仍然能够被所述交互面追踪。由第一个用户发起的针对交互面上的物体的操作可以是将物体放置于所述交互面上，将物体从所述交互面移除，在所述交互面上改变的物体的位置，或改变所述交互面上的所述物体的朝向。
[0010]根据本发明的一个实施例，处理器被有效连接到所述交互面。多个物体被所述交互面探测和识别后，处理器收到关于所述物体的信息并处理这些信息。
[0011]根据本发明的一个实施例，一旦第一用户针对所述交互面上的物体采取了一个操作，存储信息和执行关于物体的用户定义规则的计算机程序被配置为确定第一用户的操作与移动物体的移动之间的关系。计算机程序可以是电子游戏，教育程序，或生产力应用软件，可以在本地或远程执行。
[0012]根据本发明的一个实施例，移动物体的移动模块还包括移动组件，如轮子、腿和滚链，以及用于驱动该移动组件的电机。移动模块支持移动物体的主体，提供运动能力给移动物体。一旦用于移动物体的移动指令由计算机程序生成，含有所述移动指令的数据由所述处理器经由所述交互面和嵌入在所述移动物体的射频天线之间的射频通信发送到所述移动物体。所述数据然后通过嵌入在所述移动物体的微计算机单元处理，所述指令被发送到所述移动模块。由所述电机驱动，所述移动组件在所述交互面上移动所述移动物体。
[0013]根据本发明的一个实施例，所述计算机程序也被配置为在它产生运动指令给所述移动物体之前，从第二用户的操作获得一个输入，如果适用的话。在这种情况下，第二用户可以在物理上位于与第一用户不同的位置。
【附图说明】
[0014]图1是根据本发明的一个实施例说明系统处理流程的示意图。
[0015]图2是根据本发明的一个实施例的交互面游戏的系统示意图。
[0016]图3是根据本发明的一个实施例象棋游戏的系统示意图。
[0017]图4A和4B是根据本发明的一个实施例用于教育程序的系统的示意图。
[0018]图5A和5B是根据本发明的一个实施例生产力应用的不意图。
【具体实施方式】
[0019]多个发明实例的参考将在此进行详细说明，并配合图来示例。本发明将结合这些实例来描述，但这不能被理解为将本发明的范畴限制于这些特定的实例中。本发明意图在权利要求中定义，在本发明的精神和范畴内，覆盖所有替代，修改和等同的内容。
[0020]此外，在本发明的详细描述中对具体细节进行阐述，以便彻底理解本发明。然而，显而易见的是，在本领域拥有普通技术的人可以实践本发明而无须了解具体细节。在其他实例中，公知的方法，过程，部件和电路没有进行详细描述，以避免不必要地模糊对本发明的清晰理解。
[0021]通过参考附图，对于本领域技术人员来说，本发明可以得到更好的理解，它的许多目的和优点将变得明显。
[0022]本发明实施例提供一种系统和方法，使用交互面结合处理器来指导一个移动物体。图1是根据本发明的一个实施例说明系统处理流程的示意图。如图1所示，所述系统包括有效连接到处理器102的交互面101，并被配置为当第一物体103放置在交互面101上或者附近时发现其位置和唯一识别码。处理器102被配置为指导移动物体104移动，来回应第一物体103的操作，这基于一个来自有效连接到处理器102的计算机程序105的移动指令。
[0023]物体可以包括芯片，按钮，代用币，卡片，小塑像，积木和棋子。物体的识别码包括一个唯一识别码，所述唯一识别码可以用射频识别芯片，电容标签图案或磁性标签图案来编码。
[0024]图2是根据本发明的一个实施例的交互面游戏的系统示意图，说明了使用图1的系统设计的移动游戏块的移动过程。为了便于说明，尽管图2所描述的系统和方法被特别设计用于玩简单但是经典的交互桌面游戏CANDYLAND，任何本领域的技术人员都能够意识到这个实施例拥有大量的使用和设计，并且很容易适用于多种不同游戏。
[0025]如图2所示，第一游戏块202和移动游戏块205被放置在交互面201上。一旦第一游戏块202被放置在交互面201上，交互面201也可以作为游戏底图，交互面201探测第一游戏块202的身份信息以及它在交互面201上的相对位置和朝向，并将此信息传送给有效连接到交互面201的处理器203。如果用户对第一游戏块202采取了任何操作，例如移动到交互面201上另外的位置，它的身份、位置以及朝向信息将仍然由交互面201来探测并传送到处理器203。处理器203之后会基于计算机程序204的指令来处理这些信息，计算机程序204被有效连接到处理器203并存储信息和执行用户定义的关于该物体的规则。在这个例子中，计算机程序204被基于游戏CANDYLAND的规则来定义并且本地执行，以确定第一游戏块202的移动与属于该用户的一个计算机化的对手的移动游戏块205的移动之间的关系。
[0026]为方便其移动，移动游戏块205包括移动模块206以及电源和有效连接到射频天线和移动模块206的微计算机单元。移动模块206还包括从轮子，腿和滚链中选出的移动组件和用于驱动所述移动组件的电机。一旦计算机程序204产生移动游戏块205的指令，包含这个指令的数据由处理器203传递给移动游戏块205，通过交互面201与嵌入在移动游戏块205的射频天线进行射频通信。所述数据然后由嵌入在移动游戏块205的微计算机单元进行处理，所述指令发送给移动模块206。由电机驱动，移动组件移动移动游戏块205到交互面201的一个位置，以回应第一个游戏块202的操作。
[0027]一旦移动游戏块205移动了，用户可以对第一游戏块202采取下一步移动操作。因此，随着第一游戏块202和移动游戏块205在交互面201上交替移动，板游戏CANDYLAND可以进行，直到胜利者到达路径末端的糖果城堡。
[0028]图3是根据本发明的一个实施例象棋游戏的系统示意图。如图3所示，多个棋子302和移动棋子305被放置在交互面301上。一旦多个棋子302被放置在也作为棋盘使用的交互面301上，交互面301探测棋子302的身份信息以及他们在交互面301上的相对位置和朝向，并将此信息传送给有效连接到交互面301的处理器303。如果第一玩家对棋子302采取了任何操作，例如移动到交互面301的其他位置，它的身份、位置以及朝向信息将仍然被交互面301所探测并传送给处理器303。处理器303之后基于来自计算机程序304的指令来处理信息，计算机程序304被有效连接到处理器303并存储信息以及执行关于物体的用户定义的规贝1J。在这个例子中，计算机程序304基于象棋游戏的规则被定义并执行，从而确定棋子302的移动与任何选定的移动棋子305的对策的关系，并被配置为从与第一玩家不在同一物理位置的第二玩家的操作中获得一个输入。第二玩家的输入可以远程提供，比如通过互联网。一旦选定的移动棋子305的对策指令由计算机程序304产生，移动棋子305由处理器303指导移动到交互面301的一个位置以回应第一棋子302的移动，通过交互面301与嵌入在移动棋子305的射频天线间的射频通信。
[0029]为了使移动棋子305可以移动，每个移动棋子305还包括移动模块306以及电源和有效连接到射频天线和移动模块306的微计算机单元。移动模块306还包括从轮子、腿、滚链中选出的移动组件，以及驱动移动模块的电机。一旦第二玩家用移动棋子305制定了对策，第一玩家可以对棋子302进行下一步移动。因此，随着棋子302和移动棋子305在交互棋盘301上交替移动，象棋游戏即可进行。
[0030]还应注意的是，如果第二玩家被提供同第一玩家同样的游戏装备，即交互面301，棋子302以及移动棋子305，第一玩家在象棋游戏进行的游戏将完全镜像给第二玩家。换句话说，多个同样的游戏可以在不同的地点同时进行。
[0031]图4A和4B是根据本发明的一个实施例，教育游戏的系统示意图。为了说明方便，尽管图4所描述的系统和方法被特别设计成呈现学习乘法的过程，任何本领域技术人员都能意识到这个实施例拥有大量的使用和设计，可以非常容易的适应多种学习过程。
[0032]如图4A所示，放置在交互面401上的物体被分为两类。放置在交互面401左上角的卡片402上印有自然数。放置在右上角的是移动块403，配有移动模块406和射频天线，电源，以及有效连接到射频天线和移动模块406的微计算机单元。移动模块406还包括从轮子、腿、滚链中选出的移动组件，以及用于驱动移动组件的电机。一旦卡片402被放置在交互面401上，它的身份以及在交互面上的相对位置和朝向被交互面401探测，信息被传送到有效连接到交互面401的处理器404。
[0033]如图4B所示，如果用户对卡片402采取了任何操作，如移动到交互面401下半部分的工作区域407，它们的身份以及位置和朝向信息将仍然被交互面401所探测并传递给处理器404。处理器404被配置为基于有效连接到处理器404的计算机程序405的指令处理信息。计算机程序405存储信息并执行关于物体的用户定义的规则。在这个例子中，计算机程序405基于教育程序来定义并本地执行，确定卡片402的操作与移动块403的移动之间的关系。具体来说，在这个实施例中，目的是帮助用户，尤其是6岁以下的儿童，更好地了解和学习乘法，算术中的一个基本数学运算，计算机程序405基于乘法的规则来定义。乘法涉及被乘数，乘数，乘号，积。因此，在这个实施例中，两张卡片被用于分别代表被乘数和乘数。当一个印有自然数3的被乘数卡片402被移动到交互面401的工作区域407，如图4B所示，通过交互面401与嵌入在这些移动块403的射频天线之间的射频通信，三个移动块403由处理器404指示移动到相应的工作区域407。当一张印有自然数2的乘数卡片402被移动到交互面401的工作区域407，计算机程序405指示三个移动块403移动到工作区域407两次。因此，总共6个移动块403，每次3个，被处理器404指示移动到工作区域407，以回应卡片402的操作，来完成简单乘法 “3 X 2 = 6” ο
[0034]如图4A和4B所示，指导交互面上的移动物体的系统和方法，向用户提供了一个简单而活泼的方法理解和学习一个抽象的算术运算。
[0035]图5A和5B是根据本发明的一个实施例生产力应用的示意图。在这个实施例中，两种类型的物体被用于说明一个项目的实际进展。具体来说，如图5A和5B所示，放置在交互面上的按钮502和多个移动塑像503，每个都配有一个移动模块506来使他们可以在交互面501上移动。射频天线，电源和微计算机单元被嵌入在每个移动物体上，微计算机单元被有效连接到射频天线和移动模块506。一旦按钮502被放置在交互面501上，它的身份以及相对于交互面的位置和朝向被交互面501探测，信息被传送到有效连接到交互面501的处理器504。
[0036]如图5A所示，如果对按钮502采取了任何操作，如从位置“关”转到“开”，它的身份、位置以及朝向信息将仍然被交互面501所探测，并传送给处理器504。处理器504随后基于来自有效连接到处理器504的计算机程序505的指令来处理信息，存储信息并执行用户定义的关于物体的规则。在这个例子中，计算机程序505被基于这个生产力应用的要求而定义，使它可以获取与各种项目任务的最新进展有关的信息，并采用这些信息作为输入来为所有移动塑像503产生代表项目不同任务的移动指令。一旦计算机程序505生成一个针对特定移动塑像503的代表项目的某一特定任务的移动指令，移动塑像503由处理器504来指导进行移动，通过交互面与嵌入在移动塑像503中的射频天线进行射频通信，回应按钮502的操作。
[0037]如图5B所示，塑像503代表任务I和2，预期在项目开始时启动，首先移动来回应按钮502的操作。其他塑像503，如那些代表任务3和4，根据计算机程序505，直到代表任务2的塑像的移动完成前将不采取任何移动。一旦按钮502被移动，项目进展将采用所介绍的系统和方法，以一种非传统的，更加直接的方式进行实时说明。
【主权项】
1.一种指导交互面上的物体移动的系统，其特征在于，所述系统包括: 多个物体，每个物体都嵌入一个唯一识别码； 交互面，被配置为能够识别放置在所述交互面上或者附近的物体的唯一识别码和位置信息； 有效连接到所述交互面的处理器，并被配置为执行以关于所述物体的用户定义的规则编码的计算机程序； 其中，当第一用户发起对于第一物体的操作时，处理器被配置为根据所述用户定义的规则来指导第二物体移动。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，第二物体被嵌入用于移动第二物体的移动丰旲块。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述移动模块还包括移动组件，从以下群组中选出:轮子，腿，滚链，以及用于驱动移动组件的电机。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第二物体被嵌入射频天线，电源，以及有效连接到所述射频天线和所述移动模块的微计算机单元。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述处理器被配置为通过交互面与嵌入在第二物体的所述射频天线间的射频通信来指导第二物体移动。6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述电源从以下群组中选出:电池和无线充电设备。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，对第一物体所采取的操作从以下群组中选出:将第一物体放置在所述交互面上，将第一物体从所述交互面移走，改变第一物体在所述交互面上的位置，以及改变第一物体在所述交互面上的朝向。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，第一物体从以下群组中选出:芯片，按钮，代用币，卡片，小塑像，积木和棋子。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述计算机程序被远程执行。10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述计算机程序被配置为从第二用户接收关于第二物体移动的远程输入。11.一种指导交互面上的物体移动的方法，其特征在于，所述方法包括: 在交互面上或者附近放置多个物体，每个物体被嵌入一个唯一识别码； 识别放置在所述交互面上或者附近的多个物体的唯一识别码和位置信息； 第一用户对第一物体发起一个操作；以及 指导第二物体根据用户定义的规则移动。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，第二物体被嵌入用于移动第二物体的移动丰吴块。13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述移动模块还包括移动组件，从以下群组中选出:轮子，腿和滚链，以及用于驱动移动组件的电机。14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第二物体被嵌入射频天线，电源，以及有效连接到所述射频天线和所述移动模块的微计算机单元。15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括通过所述交互面与嵌入在第二物体的所述射频天线间的射频通信来指导第二物体移动。16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述电源从以下群组中选出:电池和无线充电设备。17.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，对第一物体所采取的操作从以下群组中选出:将第一物体放置在所述交互面上，将第一物体从所述交互面移走，改变第一物体在所述交互面上的位置，以及改变第一物体在所述交互面上的朝向。18.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，第一物体从以下群组中选出:芯片，按钮，代用币，卡片，小塑像，积木和棋子。19.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，指导第二物体移动的步骤包括:通过计算机程序的远程执行指导第二物体移动。20.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括从第二用户接收关于第二物体移动的远程输入。
【文档编号】A63F3/00GK106062677SQ201480073832
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2014年8月15日
【发明人】施政
【申请人】施政