积木系统、拓扑结构识别的方法、装置及系统与流程

本申请实施例涉及电子技术领域，特别涉及一种积木系统、拓扑结构识别的方法、装置及系统。

背景技术：

拼接式积木是将同一类型或不同类型的几何积木通过拼接来模拟实物的玩具。

在相关技术中，拼接式积木通常使用榫接的方式将两个积木拼接在一起，比如，市面上的一些拼接式积木，在拼接面上设置有多个榫接点，使两个积木之间在拼接时更加固定。

但是，拼接式积木中两个积木的拼接由于受榫接点数量以及排布方式的影响，积木的拼接方向也会相应的受到限制。

技术实现要素：

本申请实施例提供了一种积木系统、拓扑结构识别方法、装置、及系统，可以解决相关技术中的积木块的拼接方向受到限制的问题。所述技术方案如下：

根据本申请的一个方面，提供了一种积木系统，积木系统包括若干个积木块；

积木块包括m个拼接面，m个拼接面包括i个上行拼接面和m-i个下行拼接面；

上行拼接面包括k个上行触点，k个上行触点分别位于第一旋转对称图形的各个顶点上，第一旋转对称图形的旋转角为360/k度，k是360的约数；

下行拼接面包括1个下行触点，下行触点位于第一旋转对称图形的1个顶点上；

积木块上还设置有控制芯片，控制芯片与每个所述拼接面上的触点电性相连；

若干个积木块中还存在一个主控积木块，主控积木块包括m个下行拼接面，主控积木块上还设置有与控制芯片电性相连的通信组件；

其中，m为正整数，i为小于或等于m的整数。

根据本申请的另一个方面，提供了一种拓扑结构识别的方法，应用于包括若干个积木块的积木系统中，积木块中包括一个主控积木块，该述方法包括：

上级积木块向积木块发送数据请求；上级积木块是积木块的上一级的积木块或者主控积木块；

积木块接收数据请求，并向上级积木块发送自身以及下级积木块的积木块信息；

主控积木块接收位于下一级的积木块的自身以及下级积木块的积木块信息；根据下一级的积木块的自身以及下级积木块的积木块信息还原积木系统的拼接拓扑；

其中，积木块信息包括：积木块的标识、连接至的上行触点所在的拼接面标识、连接至的下行触点所在的拼接面标识、存在连接关系的上行触点的标识和积木块的层级信息。

根据本申请的另一个方面，提供了一种拓扑结构识别的方法，应用于与积木系统相连的电子设备中，积木系统包括如上方面所述的积木系统，该方法包括：

电子设备接收主控积木块发送的积木系统的拼接拓扑；

电子设备根据拼接拓扑在虚拟环境中还原积木系统。

根据本申请的另一个方面，提供了一种拓扑结构识别的装置，应用于与积木系统相连的电子设备中，积木系统包括如上方面所述的积木系统，该装置包括：

第一接收模块，用于接收主控积木块发送的积木系统的拼接拓扑；

第一还原模块，用于根据拼接拓扑在虚拟环境中还原积木系统。

在一些可选的实施例中，存在至少一个积木块中设置有被控电子器件；其中，被控电子器件包括蜂鸣器、电机、传感器、彩灯、麦克风、陀螺仪中的至少一种；

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括:

通过上行拼接面和下行拼接面上触点的设置方式，即上行拼接面上设置k个上行触点，k个上行触点分别位于第一旋转对称图形的各个顶点上，第一旋转对称图形的旋转角度为360/k，k是360的约数；下行拼接面上设置1个下行触点，下行触点位于第一旋转对称图形的1个顶点上，实现了积木块能够在k个方向上进行拼接的方案，不仅可以解决相关技术中的积木块的拼接方向受到限制的问题，还能够利用上行触点和下行触点实现对积木系统中的各个积木块的拼接拓扑进行准确识别的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一个示例性实施例提供的积木系统的结构框图；

图2是本申请另一个示例性实施例提供的积木系统的结构框图；

图3是本申请一个示例性实施例提供的积木的上行拼接面的结构示意图；

图4是本申请一个示例性实施例提供的积木的下行拼接面的结构示意图；

图5是本申请另一个示例性实施例提供的积木的上行拼接面的结构示意图；

图6是本申请另一个示例性实施例提供的积木的下行拼接面的结构示意图；

图7是本申请另一个示例性实施例提供的积木的上行拼接面的结构示意图；

图8是本申请另一个示例性实施例提供的积木的下行拼接面的结构示意图；

图9是本申请另一个示例性实施例提供的积木的上行拼接面的结构示意图；

图10是本申请的一个示例性实施例提供的积木连接的结构示意图；

图11是本申请的另一个示例性实施例提供的积木连接的结构示意图；

图12是本申请的一个示例性实施例提供的asic芯片的结构示意图；

图13是本申请的一个示例性实施例提供的拓扑结构识别的方法流程图；

图14是本申请的另一个示例性实施例提供的拓扑结构识别的方法流程图；

图15是本申请的一个示例性实施例提供的积木系统的连接的示意图；

图16是本申请的另一个示例性实施例提供的拓扑结构识别的方法流程图；

图17是本申请的一个示例性实施例提供的积木块之间的通信过程的示意图；

图18是本申请的另一个示例性实施例提供的拓扑结构识别的方法流程图；

图19是本申请的一个示例性实施例提供的数据帧的示意图；

图20是本申请的一个示例性实施例提供的数据结构的示意图；

图21是本申请的一个示例性实施例提供的电子设备的界面示意图；

图22是本申请的另一个示例性实施例提供的拓扑结构识别的装置框图；

图23是本申请一个示例性的实施例提供的终端的结构框图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

首先，对本申请实施例涉及的若干个名词进行解释：

虚拟环境：是应用程序在终端上运行时显示(或提供)的虚拟环境。该虚拟环境可以是对真实世界的仿真环境，也可以是半仿真半虚构的三维环境，还可以是纯虚构的三维环境。虚拟环境可以是二维虚拟环境、2.5维虚拟环境和三维虚拟环境中的任意一种，下述实施例以虚拟环境是三维虚拟环境来举例说明，但对此不加以限定。可选地，该虚拟环境还用于提供至少两个虚拟对象之间的对战环境。

虚拟对象：是指在虚拟环境中的可活动对象。该可活动对象可以是虚拟的坦克模型、车辆模型、飞机模型、机器人模型或动物模型中的至少一种。可选的，当虚拟环境为三维虚拟环境时，虚拟对象是基于积木系统的拓扑结构以及积木系统中积木块的属性创建的三维立体模型。每个虚拟对象在三维虚拟环境中具有自身的形状和体积，占据三维虚拟环境中的一部分空间。

请参考图1，其示出了本申请一个示例性实施例提供的拓扑结构识别系统的结构示意图，该拓扑结构识别系统包括：积木系统100和电子设备200。

积木系统100是用户对若干个积木块进行拼接后得到的自定义的积木系统。可选的，该积木系统100是已经拼装完成的积木系统，也可以是尚未拼装完成而成套使用的积木系统。该积木系统100包括坦克模型、车辆模型、飞机模型、机器人模型或者动物模型中的至少一种。本实施例以该积木系统为坦克模型来举例说明。

可选的，该积木系统包括若干个积木块，若干积木块中包括一个主控积木块110和除主控积木块110之外的积木块120。

主控积木块110和积木块120中还分别设置有控制芯片，相互拼接的两个积木块的芯片之间可以通信。主控积木块110上还设置有与控制芯片电性相连的通信组件，该积木系统100通过上述通信组件与电子设备200进行通信。

可选的，控制芯片可以是微控制单元(microcontrollerunit，mcu)芯片、复杂可编程逻辑器件(complexprogrammablelogicdevice，cpld)芯片、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)芯片中的至少一种；控制芯片还可以是其它定制的芯片。本实施例对此不加以限定。

可选的，通信组件包括蓝牙组件、无线保真(wirelessfidelity，wifi)组件、通用串行总线(universalserialbus，usb)组件和通用异步收发传输器(universalasynchronousreceiver/transmitter，uart)组件中的至少一种。

需要说明的是，各个积木块120的层级按照当前的积木块120离主控积木块110的拼接距离设置。也即，离主控积木块110的拼接距离越近，则单元积木120所在的级别越高；离主控积木块110的拼接距离越远，则积木块120所在的级别越低。比如，图1中包括5级积木，主控积木块110是第一级积木，积木块120包括第二级至第六级积木。

电子设备200可以是膝上型便携计算机、手机、平板电脑、智能电视、电子书阅读器、mp4(movingpictureexpertsgroupaudiolayeriv，动态影像专家压缩标准音频层面4)播放器等具有数据传输功能的电子设备。电子设备200中运行有应用程序，该应用程序能够还原积木系统100的拓扑结构，从而在虚拟场景中创建与该积木系统100对应的虚拟对象。示意性的，该应用程序是存在虚拟对象的ar游戏或vr游戏。

其中，虚拟对象具有与该积木系统100对应的虚拟积木块和拓扑结构，虚拟积木块的属性与积木系统100中积木块的属性相同，属性包括积木块的形状、大小、颜色、材质以及性能中的至少一种；如图1所示，该虚拟对象为虚拟坦克模型，该虚拟坦克模型具有与坦克模型对应的虚拟积木块和拓扑结构。

需要说明的是，该积木系统100中主控积木110和各个积木块120的属性可以相同；也可以一部分积木块相同且另一部分积木块不同；还可以每个积木块都各不相同。本实施例对积木系统100中主控积木110和各个积木块120的属性不加以限定。

请参考图2，其示出了本申请一个示例性实施例提供的积木系统100的结构示意图，该积木系统100包括主控积木块110和除主控积木块110之外的积木块120。

可选的，积木系统100包括一个主控积木块110和至少一个积木块120。

主控积木块110包括m个拼接面，m个拼接面为下行拼接面，m为正整数。示意性的，积木块110的m取值为4，即积木块110包括4个下行拼接面。

主控积木块110还包括控制芯片以及通信组件，控制芯片与通信组件之间电性相连，比如，主控积木块包括控制芯片0以及通信组件0，控制芯片0与通信组件0之间电性相连。

积木块120包括m个拼接面，m个拼接面包括i个上行拼接面和m-i个下行拼接面，m为正整数，i为整数，且m≥i。示意性的，图2示出了主控积木块110、积木块121和积木块122。积木块121的m取值为5，i取值为2；积木块121包括5个拼接面，5个拼接面中包括2个上行拼接面和3个下行拼接面，其中，积木块121的拼接面1和拼接面2为上行拼接面，积木块121的拼接面3、拼接面4和拼接面5为下行拼接面。m、i在阈值范围内任意取值，至少两个积木块之间的m的取值和/或i的取值不同。比如，积木块122的m取值为6，i取值为1；积木块122包括6个拼接面，6个拼接面中包括1个上行拼接面和5个下行拼接面；积木块122与积木块121的m和i的取值不同。或者说，不同积木块的i和m取值可以是不同的。

积木块120还包括控制芯片，比如，积木块121包括控制芯片1以及积木块122包括控制芯片2。

需要说明的是，上行拼接面上包括k个上行触点，k个上行触点分别位于第一旋转对称图形的各个顶点上，第一旋转对称图形的旋转角为360/k度，k是360的约数；下行拼接面包括1个下行触点，下行触点位于第一旋转对称图形的1个顶点上。其中，第一旋转对称图形的旋转角为360/k度，k是360的约数。示意性的，k的取值为4，第一旋转对称图形为正方形1；参考图3，上行拼接面上包括4个上行触点，分别为p1、p2、p3、p4，将4个上行触点相邻的两个点相连，可以形成为一个正方形1，p1、p2、p3、p4分别位于该正方形1的4个顶点；请参考图4，下行拼接面包括1个下行触点p0，p0位于上述正方形1的任意一个顶点。

在一些实施例中，上行触点是上行凸触点，上行拼接面上还包括1个电源凸触点和p个接地凸触点；电源凸触点位于第一旋转对称图形的旋转对称图形的旋转对称中心上，p个接地凸触点位于第二旋转对称图形的各个顶点上。下行触点是下行凹触点，下行拼接面上还包括电源凹触点和p个接地凹触点；电源凹触点位于第一旋转对称图形的旋转对称中心上，p个接地凹触点位于第二旋转对称图形的各个顶点上。其中，第一旋转对称图形和第二旋转对称图形具有相同的旋转对称中心，第二旋转对称图形的旋转角为360/p度，p是360的约数。

示意性的，p的取值为4，第一旋转对称图形为正方形1、第二旋转对称图形为正方形2；请参考图3，上行拼接面上包括1个电源凸触点power1，power1位于正方形1的旋转对称中心上；上行拼接面还包括4个接地凸触点，分别为gnd1、gnd2、gnd3和gnd4，gnd1、gnd2、gnd3和gnd4分别位于正方形2的4个顶点上。请参考图4，下行拼接面的1个电源凹触点power0，power0位于正方形2的旋转对称中心上；下行拼接面上还包括4个接地凹触点，分别为gnd5、gnd6、gnd7和gnd8，gnd5、gnd6、gnd7和gnd8分别位于正方形2的4个顶点上。其中，正方形1和正方形2具有相同的旋转对称中心。

积木系统100中至少包括两个积木块，存在至少一个积木块的至少一个上行拼接面与另一个积木块的至少一个下行拼接面的第一旋转对称图形相同，且第二旋转对称图形也相同。

需要说明的是，k与p的取值相同，如图3、图4中所示；或者，k与p的取值不同，如图5、图6所示，k的取值为4，p的取值为8，上行拼接面中包括位于正方形的4个顶点的上行凸触点、位于正方形的旋转对称中心的1个电源凸触点、以及位于正八边形的8个顶点的接地凸触点，下行拼接面中包括位于正方形的任一顶点的下行凹触点、位于正方形的旋转对称中心的1个电源凹触点、以及位于正八边形的8个顶点的接地凹触点；其中，正方形与正八边形具有相同的旋转对称中心。可选的，第一旋转对称图形和第二旋转对称图形具有至少一条相同的对称轴。

可选的，上行凸触点、电源凸触点和接地凸触点中的至少一种凸触点上设置有磁铁；下行凹触点、电源凹触点和接地凹触点中的至少一种凹触点上设置有铁磁性物质。示意性的，如图7所示，接地凸触点上设置有磁铁；如图8所示，接地凹触点上设置有铁磁性物质。可选的，铁磁性物质可以是但不限于铁片。

在一些实施例中，第一旋转对称图形为第一正方形，第二旋转对称图形为第二正方形，第一正方形的边长小于第二正方形的边长，第一正方形的顶点位于第二正方形的对角线上。示意性的，如图9所示，能够明显看出正方形3的边长小于正方形4的边长，正方形3的顶点位于正方形4的对角线上。

可选的，第一正方形的顶点位于第二正方形的对称轴上。示意性的，如图5所示，能够明显的看出正方形1的顶点位于正方形4的对称轴上。

在一些实施例中，每个拼接面上的触点均为弹性连接器。示意性的，上行拼接面上的凸触点是弹性的，可以上下伸缩；下行拼接面上的凹触点不具有弹性；请参考图10，线框中所示为上行凸触点与下行凹触点的接合情形，凸触点的突出来的触点31插入凹触点的凹槽32，实现了凸触点与凹触点的连接。在另一些实施例中，接地凸触点和接地凹触点通过磁铁和铁磁性物质之间的吸引接触，实现两个积木块之间的接地。示意性的，图11的线框中为接地凸触点和接地凹触点的接合情形，触点33上设置有磁铁，凹槽34上设置有铁磁性物质，触点33与凹槽34通过磁力固定在一起。

在一些实施例中，上述的积木系统100包括若干积木块，积木块具有n个面，n个面中包括m个拼接面，其中，n为正整数，且n≥m。例如，有一个积木块共有5个面，5个面中仅有2个面为拼接面，其它3个面上不包括任何能够实现两个积木块之间连接的拼接点。

综上所述，本实施例提供的积木系统，通过上行拼接面和下行拼接面上触点的设置方式，即上行拼接面上设置k个上行触点，k个上行触点分别位于第一旋转对称图形的各个顶点上，第一旋转对称图形的旋转角度为360/k，k是360的约数；下行拼接面上设置1个下行触点，下行触点位于第一旋转对称图形的1个顶点上，实现了积木块能够在k个方向上进行拼接的方案，不仅可以解决相关技术中的积木块的拼接方向受到限制的问题，还能够利用上行触点和下行触点实现对积木系统中的各个积木块的拼接拓扑进行准确识别的效果。

需要说明的是，积木系统100中包括若干积木块，积木块中设置有控制芯片，本实施例中以控制芯片为asic芯片举例说明。请参考图12，示出了本申请的一个示例性实施例提供的控制芯片的结构示意图。

图12中控制芯片为asic芯片，asic芯片中包括低压差线性稳压器(lowdropoutregulator，ldo)310、一次性可编程(onetimeprogrammable，otp)单片机320、总线扩展器(generalpurposeinputoutput，gpio)330、振荡器(oscillator，osc)340、数据收发器350以及中央处理单元360。

ldo310分别与otp单片机320、gpio330、osc340、数据收发器350以及中央处理单元360直接或者间接电性相连。ldo310上还连接有电源接口vcc，用于输出稳定的电压以供给积木块。

otp单片机320是asic芯片中的存储单元，提供存储功能，otp单片机320中存储有程序，该程序用于实现积木块之间的数据的传输以及数据的解析。

gpio330上连接有至少一个扩展功能接口，比如扩展功能接口io1、io2、io3等，该扩展功能接口用于连接外接设备；外接设备包括蜂鸣器、电机、传感器、彩灯、麦克风、陀螺仪、车轮中的至少一种。gpio330上还连接有接地接口gnd。

osc340用于为积木块提供时钟信号，积木块通过时钟信号实现数据的收发。

数据收发器350上连接有积木块的若干个数据接口，比如q1、q2、q3等，数据接口分别与上行触点、下行触点电性相连，实现数据的传输。上行触点和下行触点与asic芯片上的数据接口的连接可以是任意的组合，一个数据接口连接一个上行触点或者下行触点，比如，参考表1，示出了积木块1和积木块2的上行触点和下行触点与数据接口的匹配连接。积木块1的4个上行触点p1、p2、p3、与数据接口q1、q2、q3、q4分别对应连接，1个下行触点p0与数据接口q5对应连接；而积木块2的4个上行触点p11、p12、p13、p14分别与数据接口q2、q5、q6、q8对应连接，1个下行触点p10与数据接口q10连接；其中，不同积木块之间的上行触点和下行触点与数据接口的匹配连接可以相同，或者可以不同。

表1

中央处理单元360分别与ldo310、otp单片机320、gpio330、osc340以及数据收发器350连接，用于控制积木块之间的数据传输以及数据的解析。

请参考图13，示出了一个示例性实施例提供的拓扑结构识别方法的流程图，以该拓扑结构识别方法应用于图2所示的积木系统100中举例说明，该方法包括：

步骤401，上级积木块向积木块发送数据请求。

在一些实施例中，上级积木块是积木块的上一级的积木块或者主控积木块。

积木块中包括控制单元。当积木块为第i+1层积木块，确定上级积木块为第i层积木块；第i层积木块中的控制单元通过下行触点向第i+1层积木块发送数据请求。

上述数据请求用于上级积木块向积木块请求积木块自身以及下级积木块的积木块信息，即上述数据请求用于第i层积木块向第i+1层积木块请求第i+1层积木块的自身以及下级积木块的积木块信息。

其中，积木块信息包括：积木块的标识、连接至的上行触点所在的拼接面标识、连接至的下行触点所在的拼接面标识、存在连接关系的上行触点的标识和积木块的层级信息。

步骤402，积木块接收数据请求，并向上级积木块发送自身以及下级积木块的积木块信息。

第i+1层积木块中的控制单元通过上行触点接收上述数据请求；之后，第i+1层积木块中的控制单元通过上行触点向第i层积木块中的控制单元发送自身以及下级积木块的积木块信息。

当第i层积木块是积木块的上一级的积木块时，循环执行步骤401至步骤402，使积木块的积木块信息不断向上一级的积木块传递。

步骤403，主控积木块接收位于下一级的积木块的自身以及下级积木块的积木块信息。

当第i层积木块是主控积木块时，主控积木块向下一级的积木块发送数据请求之后，接收位于下一级的积木块发送的自身以及下级积木块的积木块信息。

步骤404，主控积木块根据下一级的积木块的自身以及下级积木块的积木块信息还原积木系统的拼接拓扑。

主控积木块根据下一级的积木块的自身以及下级积木块的积木块信息：积木块标识、连接至的上行触点所在的拼接面标识、连接至的下行触点所在的拼接面标识、存在连接关系的上行触点的标识和积木块的层级信息，还原积木系统的拼接拓扑。

其中，积木块标识是表示积木类型的标识，不同类型的积木块具有不同的积木块标识，同一类型的积木块的积木块标识唯一；连接至的上行触点所在的拼接面标识是积木块中用于连接的上级积木块的下行触点所在的拼接面的标识，积木块的各个拼接面有各自的标识；连接至的下行触点所在的拼接面标识是积木块中用于连接上级积木块的上行触点的拼接面的标识；上行拼接面上包括若干个上行触点，每个上行触点有各自的标识，不同的标识用于指示拼接面的不同拼接方向，存在连接关系的上行触点的标识是指示连接有上级积木块的拼接面的拼接方向的标识；积木块的层级信息是积木块在积木系统中确定的层级。

综上所述，本实施例提供的拓扑结构识别的方法，通过上级积木块向发送数据请求，获取积木块的自身以及下级积木块的积木块信息；使积木系统根据积木块信息对自身的拓扑结构进行识别；通过积木块信息还原拼接拓扑，能够保证终够稳定且准确的识别拓扑结构。

需要说明的是，积木块的层级在积木块信息向上级积木块传递的过程中在不断的增加，基于图13，步骤402替换为步骤4021至步骤4024，对积木块的层级的计数的方法进行说明，如图14，步骤如下：

步骤4021，积木块接收数据请求。

第i+1层积木块的控制单元通过上行触点接收第i层积木块发送的数据请求。

步骤4022，积木块确定自身的层级为第1层级，且将下级积木块的层级累计加一，确定下级积木块的层级信息。

第i+1层积木块的控制单元将自身的层级确定为第1层级，将第i+2层积木块发送的i层积木块的层级信息中的层级累计加一，确定出上述i层积木块的层级信息。

示意性的，第1层积木块接收到的第2层积木块发送的积木块信息中，第2层积木块的层级为第1层级，第3层积木块的层级为第2层级，第4层积木块的层级为第3层级；以此类推。在第1层积木块中，第1层积木块的控制单元将自身的层级确定为第1层级，将第2层积木块的层级累计加一，确定第2层积木块的层级为第2层级，第3层积木块的层级累计加一，确定第2层积木块的层级为第3层级，第4层积木块的层级累计加一，确定第4层积木块的层级为第2层级；以此类推。需要说明的，主控积木块的层级信息预先设定为第0层级。

步骤4023，积木块生成包括自身的层级的自身积木块信息，以及包括下级积木块的层级信息的下级积木块的积木块信息。

第i+1层积木块的控制单元生成自身的积木块信息，上述积木块信息包括第i+1层积木块的标识、第i+1层积木块连接至的上行触点所在的拼接面标识、第i+1层积木块连接至的下行触点所在的拼接面标识、第i+1层积木块存在连接关系的上行触点的标识和第i+1层积木块积木块的层级信息。

第i+1层积木块的控制单元还将第i+2层积木块发送的i层积木块的积木块信息中的层级更改为第i+1层积木块的控制单元确定的层级。

步骤4024，积木块信息向上级积木发送自身以及下级积木块的积木块信息。

第i+1层积木块的控制单元向第i层积木块的控制单元发送自身以及下级积木块的积木块信息。

示意性的，如图15，积木块的连接方式可以为环状，此时，将闭环中两个积木块的拼接断开，从而确定积木块的层级，比如，将积木块53与积木块54之间的拼接断开，确定主控积木块50的层级为第0级，积木块51的层级为第1层级，积木块52和积木块56的层级为第2层级，积木块53和积木块55的层级为第3层级，积木块54的层级为第4层级。

综上所述，本实施例提供的拓扑结构识别的方法，通过上级积木块向发送数据请求，获取积木块的自身以及下级积木块的积木块信息；使积木系统根据积木块信息对自身的拓扑结构进行识别；通过积木块信息还原拼接拓扑，能够保证终够稳定且准确的识别拓扑结构。

另外，本实施例通过确定层级使拓扑结构更有层次性，使拓扑结构的识别能够更准确。

请参考图16，示出了另一个示例性实施例提供的拓扑结构识别方法的流程图，以该拓扑结构识别方法应用于图2所示的积木系统100中举例说明，需要说明的是，基于图13，主控积木块还向电子设备发送拓扑结构，该方法包括：

步骤501，上级积木块监测到下一级连接有积木块，向积木块发送数据请求。

当上级积木块为第i层积木块时，积木块为第i+1层积木块。第i层积木块中的控制单元设置下行触点为高电平；第i+1层积木块中的控制单元在上行触点上监测到高电平时，拉低高电平为低电平；第i层积木块中的控制单元在高电平变为低电平时，确定自身的下行拼接面上连接有第i+1层积木块，并向第i+1层积木块发送数据请求。

步骤502，积木块接收数据请求。

第i+1层积木块中的控制单元通过上行触点接收上述数据请求。

步骤503，积木块确定自身的层级为第1层级，且将下级积木块的层级累计加一，确定下级积木块的层级信息。

第i+1层积木块的控制单元将自身的层级确定为第1层级，将第i+2层积木块发送的i层积木块的层级信息中的层级累计加一，确定出上述i层积木块的层级信息。

步骤504，积木块生成包括自身的层级的自身积木块信息，以及包括下级积木块的层级信息的下级积木块的积木块信息。

第i+1层积木块的控制单元生成自身的积木块信息，上述积木块信息包括第i+1层积木块的标识、第i+1层积木块连接至的上行触点所在的拼接面标识、第i+1层积木块连接至的下行触点所在的拼接面标识、第i+1层积木块存在连接关系的上行触点的标识和第i+1层积木块积木块的层级信息。

第i+1层积木块的控制单元还将第i+2层积木块发送的i层积木块的积木块信息中的层级更改为第i+1层积木块的控制单元确定的层级。

步骤505，积木块信息向上级积木发送自身以及下级积木块的积木块信息。

第i+1层积木块的控制单元向第i层积木块的控制单元发送自身以及下级积木块的积木块信息。

步骤506，主控积木块接收位于下一级的积木块的自身以及下级积木块的积木块信息。

当第i层积木块是主控积木块时，主控积木块向下一级的积木块发送数据请求之后，接收位于下一级的积木块发送的自身以及下级积木块的积木块信息。

示意性的，请参考图17，示出了积木系统中积木块之间的通信过程的示意图，当积木块处于初始化状态时，下行触点的电压为低电平，如节点1所示，电压为低电平，积木块监测是否有下级积木块接入，在节点2处将下行触点的电平拉高，等待下级积木块将电平拉低；当有下级积木块存在时，下级积木块会在上行触点上将电平拉低，比如，下级积木块在节点3的位置将上行触点上将电平拉低；积木块监测到节点3处时电平被拉低，确定有下级积木块的存在，完成与下级积木块的握手，在节点4向下级积木块发送数据请求；下级积木块在节点5上向积木块发送自身以及下级积木块信息；积木块接收下级积木块发送的自身以及下级积木块的积木块信息，完成通信过程。

步骤507，主控积木块根据下一级的积木块的自身以及下级积木块的积木块信息还原积木系统的拼接拓扑。

步骤508，主控积木块将拼接拓扑发送至电子设备。

主控积木块通过通信组件将拼接拓扑发送至电子设备，该电子设备用于根据拼接拓扑在虚拟环境中还原积木系统。

综上所述，本实施例提供的拓扑结构识别的方法，通过上级积木块向发送数据请求，获取积木块的自身以及下级积木块的积木块信息；使积木系统根据积木块信息对自身的拓扑结构进行识别；通过积木块信息还原拼接拓扑，能够保证终够稳定且准确的识别拓扑结构。

本实施例还通过确定层级是拓扑结构更有层次性，使拓扑结构的识别能够更准确。

另外，本实施例通过对下级积木块接入的监测，确保能够及时的传递积木块信息，提高拓扑结构的识别效率。

请参考图18，示出了另一个示例性实施例提供的拓扑结构识别方法的流程图，需要说明的是，主控积木块与电子设备之间通过通信组件能够实现拓扑结构的上传以及积木系统的控制，步骤如下：

步骤601，主控积木块将拼接拓扑发送至电子设备。

拼接拓扑包括积木块的积木块信息，积木块信息包括积木块标识、连接至的上行触点所在的拼接面标识、连接至的下行触点所在的拼接面标识、存在连接关系的上行触点的标识和积木块的层级信息。

在一些实施例中，积木块信息以数据帧的形式在积木块之间传递，示意性的，如图19，示出了数据帧的结构，包括：数据帧头部head、连接至的下行触点所在的拼接面标识mother_port、连接至的上行触点所在的拼接面标识child_port、存在连接关系的上行触点的标识direction、积木块的层级信息grade、积木块的标识id、积木的属性attribute。

如图20，示出了图15的积木系统的积木块信息汇总后的数据结构，图中的积木块的上行拼接面中包括4个上行触点，下行拼接面中包括1个下行触点，其中，黑色填充的圆表示上行触点与下行触点连接。图20中数据块的顺序对应的积木块依次为为：主控积木块50、积木块51、积木块52、积木块53、积木块56、积木块55、积木块54、积木块57，即第0层级的数据块之后为第1层级，第1层级拼接有第2层级，则第1层级的数据块之后为第2层级的数据块，比如积木块51的数据块之后是积木52的数据块，积木块52的数据块之后是积木块53的数据块；每个拼接有下级积木块的积木块的数据块之后插入下级积木块的数据块，所以第2层级的积木块56的数据块位于积木块53的数据块之后。

参考积木块55的数据块，grade＝3，mother_port＝6，child_part＝2，direction＝1，表示积木块55位于第3层级，拼接面2与第2层级积木块的拼接面6相连，上行触点1与第2层级积木块的下行触点连接，表示积木块55的拼接方向。

步骤602，电子设备接收主控积木块发送的积木系统的拼接拓扑。

步骤603，电子设备根据拼接拓扑在虚拟环境中还原积木系统。

示意性的，参考图21，拼接完成的积木系统的实体模型为实体坦克模型2001，用户在电子设备上点击“玩具连接”按钮控件，电子设备根据积木块信息还原积木系统的拓扑结构，积木块的属性信息能够使电子设备还原积木块的形状、大小以及颜色，结合拓扑结构还原出具有立体结构的积木系统的模型，如图中的虚拟坦克模型2002，该坦克模型在电子设备显示的虚拟环境中显示。用户还可以点击“载具测试”按钮控件对实体坦克模型2001进行性能测试，或者，通过“载具对战”按钮控件与其它积木系统的虚拟模型在虚拟环境中进行对战，其它积木系统的虚拟模型是电子设备从服务器获取得到的。

步骤604，电子设备接收用户的控制操作。

用户在电子设备上通过手柄或者通过触摸屏对积木系统进行控制操作。比如，控制积木系统发出警报、进行移动等。

步骤605，电子设备根据所述控制操作生成控制指令。

电子设备根据上述控制操作生成对应的控制指令。控制指令用于控制被控电子器件执行预设操作，被控电子器件包括蜂鸣器、电机、传感器、彩灯、麦克风、陀螺仪中的至少一种；

步骤606，电子设备向主控积木块发送控制指令。

步骤607，主控积木块接收电子设备发送的控制指令。

步骤608，主控积木块根据控制指令控制被控电子器件执行预设操作。

主控积木块根据控制指令控制被控电子器件执行命令，进而控制积木系统前进、后退、旋转、发出警报、发射光线等等。

比如，主控积木块接收的控制指令为控制电机转动，从而带动连接在电机上的车轮转动，实现积木系统的移动。

综上所述，本实施例提供的拓扑结构识别的方法，通过主控积木块中的通信组件实现了积木系统与电子设备之间的互相通信，使电子设备能够控制积木系统执行动作，比如控制积木系统进行前进、后退、旋转，或者控制积木系统发出语音提示、发射光线，还可以通过电子设备的控制与其它积木系统进行对战等，增加了积木系统的趣味性，增强了用户体验。

在一个示意性实施例中，积木系统可以有如下玩法：

第一，用户可以通过增加、减少或者移动积木系统的积木块，变换积木系统的形态；

第二，用户可以通过电子终端向积木系统发送控制指令，控制积木系统执行简单的动作，比如控制积木系统进行前进、后退、旋转，或者控制积木系统发出语音提示、发射光线等；

第三，用户可以通过电子设备控制积木系统与其它积木系统的进行战斗，即简单的碰撞；

第四，用户可以在电子设备上还原积木系统，且可以在电子设备上对虚拟的积木系统的外形进行设计、存储；

第五，用户可以在电子设备上创建虚拟战场，且还原积木系统，得到虚拟的积木系统；之后通过服务器获取对战的另一虚拟，在电子设备上实现对战的玩法；

第六，用户可以实现电子设备上的虚拟积木系统与积木系统的同步操作；比如，积木系统为一个坦克模型，当用户线下在坦克上安装炮弹时，电子设备上还原的虚拟坦克模型也同步安装炮弹；还可以同时与另一虚拟坦克模型对战。

请参考图22，示出了本申请的另一个示例性实施例提供的拓扑结构识别的装置，该装置应用于与积木系统相连的电子设备中，其中，积木系统是上述实施例中提供的积木系统，该装置包括：

接收模块801，用于接收主控积木块发送的积木系统的拼接拓扑；

还原模块802，用于根据拼接拓扑在虚拟环境中还原积木系统。

在一些可选的实施例中，存在至少一个积木块中设置有被控电子器件；其中，被控电子器件包括蜂鸣器、电机、传感器、彩灯、麦克风、陀螺仪中的至少一种；

该装置还包括：

接收模块801，用于接收用户的控制操作；

生成模块803，用于根据控制操作生成控制指令；

发送模块804，用于向主控积木块发送控制指令；控制指令用于控制被控电子器件执行预设操作。

综上所述，本实施例提供的拓扑结构识别的装置，通过主控积木块中的通信组件实现了积木系统与电子设备之间的互相通信，使电子设备能够控制积木系统执行动作，增加了积木系统的趣味性，增强了用户体验。

请参考图23，示出了本申请一个示例性实施例提供的终端900的结构框图。该终端900可以是：智能手机、平板电脑、mp3播放器(movingpictureexpertsgroupaudiolayeriii，动态影像专家压缩标准音频层面3)、mp4(movingpictureexpertsgroupaudiolayeriv，动态影像专家压缩标准音频层面4)播放器、笔记本电脑或台式电脑。终端900还可能被称为用户设备、便携式终端、膝上型终端、台式终端等其他名称。

通常，终端900包括有：处理器901和存储器902。

处理器901可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器901可以采用dsp(digitalsignalprocessing，数字信号处理)、fpga(field－programmablegatearray，现场可编程门阵列)、pla(programmablelogicarray，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器901也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称cpu(centralprocessingunit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器901可以在集成有gpu(graphicsprocessingunit，图像处理器)，gpu用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器901还可以包括ai(artificialintelligence，人工智能)处理器，该ai处理器用于处理有关机器学习的计算操作。

存储器902可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器902还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中，存储器902中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令，该至少一个指令用于被处理器901所执行以实现本申请中上述方法实施例提供的拓扑结构识别的方法。

在一些实施例中，终端900还可选包括有：外围设备接口903和至少一个外围设备。处理器901、存储器902和外围设备接口903之间可以通过总线或信号线相连。各个外围设备可以通过总线、信号线或电路板与外围设备接口903相连。具体地，外围设备包括：射频电路904、触摸显示屏905、摄像头906、音频电路907、定位组件908和电源909中的至少一种。

外围设备接口903可被用于将i/o(input/output，输入/输出)相关的至少一个外围设备连接到处理器901和存储器902。在一些实施例中，处理器901、存储器902和外围设备接口903被集成在同一芯片或电路板上；在一些其他实施例中，处理器901、存储器902和外围设备接口903中的任意一个或两个可以在单独的芯片或电路板上实现，本实施例对此不加以限定。

射频电路904用于接收和发射rf(radiofrequency，射频)信号，也称电磁信号。射频电路904通过电磁信号与通信网络以及其他通信设备进行通信。射频电路904将电信号转换为电磁信号进行发送，或者，将接收到的电磁信号转换为电信号。可选地，射频电路904包括：天线系统、rf收发器、一个或多个放大器、调谐器、振荡器、数字信号处理器、编解码芯片组、用户身份模块卡等等。射频电路904可以通过至少一种无线通信协议来与其它终端进行通信。该无线通信协议包括但不限于：万维网、城域网、内联网、各代移动通信网络(2g、3g、4g及5g)、无线局域网和/或wifi(wirelessfidelity，无线保真)网络。在一些实施例中，射频电路904还可以包括nfc(nearfieldcommunication，近距离无线通信)有关的电路，本申请对此不加以限定。

显示屏905用于显示ui(userinterface，用户界面)。该ui可以包括图形、文本、图标、视频及其它们的任意组合。当显示屏905是触摸显示屏时，显示屏905还具有采集在显示屏905的表面或表面上方的触摸信号的能力。该触摸信号可以作为控制信号输入至处理器901进行处理。此时，显示屏905还可以用于提供虚拟按钮和/或虚拟键盘，也称软按钮和/或软键盘。在一些实施例中，显示屏905可以为一个，设置终端900的前面板；在另一些实施例中，显示屏905可以为至少两个，分别设置在终端900的不同表面或呈折叠设计；在再一些实施例中，显示屏905可以是柔性显示屏，设置在终端900的弯曲表面上或折叠面上。甚至，显示屏905还可以设置成非矩形的不规则图形，也即异形屏。显示屏905可以采用lcd(liquidcrystaldisplay，液晶显示屏)、oled(organiclight-emittingdiode,有机发光二极管)等材质制备。

摄像头组件906用于采集图像或视频。可选地，摄像头组件906包括前置摄像头和后置摄像头。通常，前置摄像头设置在终端的前面板，后置摄像头设置在终端的背面。在一些实施例中，后置摄像头为至少两个，分别为主摄像头、景深摄像头、广角摄像头、长焦摄像头中的任意一种，以实现主摄像头和景深摄像头融合实现背景虚化功能、主摄像头和广角摄像头融合实现全景拍摄以及vr(virtualreality，虚拟现实)拍摄功能或者其它融合拍摄功能。在一些实施例中，摄像头组件906还可以包括闪光灯。闪光灯可以是单色温闪光灯，也可以是双色温闪光灯。双色温闪光灯是指暖光闪光灯和冷光闪光灯的组合，可以用于不同色温下的光线补偿。

音频电路907可以包括麦克风和扬声器。麦克风用于采集用户及环境的声波，并将声波转换为电信号输入至处理器901进行处理，或者输入至射频电路904以实现语音通信。出于立体声采集或降噪的目的，麦克风可以为多个，分别设置在终端900的不同部位。麦克风还可以是阵列麦克风或全向采集型麦克风。扬声器则用于将来自处理器901或射频电路904的电信号转换为声波。扬声器可以是传统的薄膜扬声器，也可以是压电陶瓷扬声器。当扬声器是压电陶瓷扬声器时，不仅可以将电信号转换为人类可听见的声波，也可以将电信号转换为人类听不见的声波以进行测距等用途。在一些实施例中，音频电路907还可以包括耳机插孔。

定位组件908用于定位终端900的当前地理位置，以实现导航或lbs(locationbasedservice，基于位置的服务)。定位组件908可以是基于美国的gps(globalpositioningsystem，全球定位系统)、中国的北斗系统或俄罗斯的伽利略系统的定位组件。

电源909用于为终端900中的各个组件进行供电。电源909可以是交流电、直流电、一次性电池或可充电电池。当电源909包括可充电电池时，该可充电电池可以是有线充电电池或无线充电电池。有线充电电池是通过有线线路充电的电池，无线充电电池是通过无线线圈充电的电池。该可充电电池还可以用于支持快充技术。

在一些实施例中，终端900还包括有一个或多个传感器910。该一个或多个传感器910包括但不限于：加速度传感器911、陀螺仪传感器912、压力传感器913、指纹传感器914、光学传感器915以及接近传感器916。

加速度传感器911可以检测以终端900建立的坐标系的三个坐标轴上的加速度大小。比如，加速度传感器911可以用于检测重力加速度在三个坐标轴上的分量。处理器901可以根据加速度传感器911采集的重力加速度信号，控制触摸显示屏905以横向视图或纵向视图进行用户界面的显示。加速度传感器911还可以用于游戏或者用户的运动数据的采集。

陀螺仪传感器912可以检测终端900的机体方向及转动角度，陀螺仪传感器912可以与加速度传感器911协同采集用户对终端900的3d动作。处理器901根据陀螺仪传感器912采集的数据，可以实现如下功能：动作感应(比如根据用户的倾斜操作来改变ui)、拍摄时的图像稳定、游戏控制以及惯性导航。

压力传感器913可以设置在终端900的侧边框和/或触摸显示屏905的下层。当压力传感器913设置在终端900的侧边框时，可以检测用户对终端900的握持信号，由处理器901根据压力传感器913采集的握持信号进行左右手识别或快捷操作。当压力传感器913设置在触摸显示屏905的下层时，由处理器901根据用户对触摸显示屏905的压力操作，实现对ui界面上的可操作性控件进行控制。可操作性控件包括按钮控件、滚动条控件、图标控件、菜单控件中的至少一种。

指纹传感器914用于采集用户的指纹，由处理器901根据指纹传感器914采集到的指纹识别用户的身份，或者，由指纹传感器914根据采集到的指纹识别用户的身份。在识别出用户的身份为可信身份时，由处理器901授权该用户执行相关的敏感操作，该敏感操作包括解锁屏幕、查看加密信息、下载软件、支付及更改设置等。指纹传感器914可以被设置终端900的正面、背面或侧面。当终端900上设置有物理按键或厂商logo时，指纹传感器914可以与物理按键或厂商logo集成在一起。

光学传感器915用于采集环境光强度。在一个实施例中，处理器901可以根据光学传感器915采集的环境光强度，控制触摸显示屏905的显示亮度。具体地，当环境光强度较高时，调高触摸显示屏905的显示亮度；当环境光强度较低时，调低触摸显示屏905的显示亮度。在另一个实施例中，处理器901还可以根据光学传感器915采集的环境光强度，动态调整摄像头组件906的拍摄参数。

接近传感器916，也称距离传感器，通常设置在终端900的前面板。接近传感器916用于采集用户与终端900的正面之间的距离。在一个实施例中，当接近传感器916检测到用户与终端900的正面之间的距离逐渐变小时，由处理器901控制触摸显示屏905从亮屏状态切换为息屏状态；当接近传感器916检测到用户与终端900的正面之间的距离逐渐变大时，由处理器901控制触摸显示屏905从息屏状态切换为亮屏状态。

本领域技术人员可以理解，图23中示出的结构并不构成对终端900的限定，可以包括比图示更多或更少的组件，或者组合某些组件，或者采用不同的组件布置。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中的存储器中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入终端中的计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如图13至图18任一所述的拓扑结构识别的方法。

可选地，该计算机可读存储介质可以包括：只读存储器(rom，readonlymemory)、随机存取记忆体(ram，randomaccessmemory)、固态硬盘(ssd，solidstatedrives)或光盘等。其中，随机存取记忆体可以包括电阻式随机存取记忆体(reram,resistancerandomaccessmemory)和动态随机存取存储器(dram，dynamicrandomaccessmemory)。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。