一种智能玩具车轨道系统及其控制方法与流程

本发明涉及玩具自动控制技术领域，尤其是涉及一种智能玩具车轨道系统及其控制方法。

背景技术：

轨道车系统作为工业应用和发展已经非常成熟，作为玩具的各类轨道车系统也层出不穷，深受孩子们的喜爱。但是，当前的玩具轨道车功能都比较单一，且无法实现自动控制行驶，用户体验较差。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种智能玩具车轨道系统及其控制方法，能够通过颜色识别控制玩具车的行驶状态。

第一方面，本发明的一个实施例提供了一种智能玩具车轨道系统，包括：

轨道，所述轨道上设置有行驶指引模块；

玩具车，所述玩具车包括主控模块和颜色识别模块，所述主控模块与所述颜色识别模块连接，所述颜色识别模块用于识别所述行驶指引模块的标记值信息，所述主控模块用于根据所述行驶指引模块的标记值信息控制所述玩具车执行对应的功能动作；

其中，所述标记值信息包括所述行驶指引模块的颜色拼接信息。

本发明实施例的智能玩具车轨道系统，至少具有如下有益效果：通过设置轨道和玩具车，轨道上设置行驶指引模块，玩具车通过识别行驶指引模块的标记值信息执行对应的功能动作，实现玩具车的各种玩法。

根据本发明的另一些实施例的智能玩具车轨道系统，所述主控模块包括中央处理器和存储器，所述中央处理器与所述存储器连接，所述存储器存储有功能程序，所述中央处理器用于根据所述行驶指引模块的标记值信息执行对应的功能程序，所述玩具车用于根据所述功能程序执行对应的功能动作；

其中，所述功能程序可编程修改以修改对应的功能动作。

根据本发明的另一些实施例的智能玩具车轨道系统，所述玩具车还包括用户指令获取模块，所述用户指令获取模块与所述中央处理器连接，所述用户指令获取模块用于获取用户指令并发送至所述中央处理器，所述中央处理器用于根据所述用户指令控制所述玩具车按照对应的预设行驶模式行驶。

根据本发明的另一些实施例的智能玩具车轨道系统，预设行驶模式包括巡线模式、避障模式和跟随模式。

根据本发明的另一些实施例的智能玩具车轨道系统，所述玩具车还包括红外传感器，所述红外传感器与所述中央处理器连接，所述巡线模式包括：设置巡线轨迹，所述红外传感器用于识别所述巡线轨迹，所述中央处理器用于控制所述玩具车按照所述巡线轨迹行驶。

根据本发明的另一些实施例的智能玩具车轨道系统，所述玩具车还包括声音传感器，所述声音传感器与所述中央处理器连接，所述巡线模式还包括：所述中央处理器根据所述声音传感器识别的音频信号控制所述玩具车加速或减速。

根据本发明的另一些实施例的智能玩具车轨道系统，所述避障模式包括：所述红外传感器用于识别障碍物信息，所述中央处理器用于根据所述障碍物信息控制所述玩具车停车或后退；

所述跟随模式包括：所述红外传感器用于识别物体移动信息，所述中央处理器用于根据所述物体移动信息控制所述玩具车以预设距离跟随物体行驶。

根据本发明的另一些实施例的智能玩具车轨道系统，所述玩具车还包括音频播放模块，所述音频播放模块与所述主控模块连接，所述主控模块用于根据所述玩具车执行的功能动作控制所述音频播放模块播放对应的预设音频。

根据本发明的另一些实施例的智能玩具车轨道系统，所述中央处理器还用于根据所述声音传感器识别的音频信号和/或所述红外传感器识别的信息，以及所述颜色识别模块识别的标记值信息控制所述玩具车执行对应的功能动作。

第二方面，本发明的一个实施例提供了一种智能玩具车轨道系统控制方法，应用于上述的智能玩具车轨道系统，所述方法包括：

获取所述行驶指引模块的标记值信息；

根据所述行驶指引模块的标记值信息控制所述玩具车执行对应的功能动作。

附图说明

图1是本发明实施例中智能玩具车轨道系统的结构示意图；

图2是本发明实施例中加速行驶状态的颜色编码；

图3是本发明实施例中智能玩具车轨道系统的模块框图。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，如果涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。如果某一特征被称为“设置”、“固定”、“连接”、“安装”在另一个特征，它可以直接设置、固定、连接在另一个特征上，也可以间接地设置、固定、连接、安装在另一个特征上。

在本发明实施例的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

参照图1，本实施例提供了一种智能玩具车轨道系统，包括：

轨道101，轨道101上设置有行驶指引模块102；

玩具车103，玩具车103包括主控模块104和安装在玩具车103底部的颜色识别模块105，主控模块104与颜色识别模块105连接(图1中未示出连接线)，颜色识别模块105用于识别行驶指引模块104的标记值信息，主控模块104用于根据行驶指引模块102的标记值信息控制玩具车103执行对应的功能动作。

其中，标记值信息包括行驶指引模块的颜色拼接信息。

本实施例中，轨道101上设置有多个行驶指引模块102，未设置行驶指引模块102的部分是轨道101本身的颜色(一般都是木质轨道)。当玩具车103在轨道101上行驶时，颜色识别模块105会识别行驶指引模块104的标记值信息并发送给主控模块104，主控模块104根据行驶指引模块102的标记值信息，查找指令列表，确定对应的程序指令，从而控制玩具车103执行对应的功能动作，例如改变玩具车的行驶状态和/或播放特定音频，从而实现玩具车的各种玩法。

在一些实施例中，行驶指引模块102为颜色贴纸或颜色块，通过放置或粘贴的方式设置在轨道上。

在一些实施例中，颜色识别模块105的功能可通过颜色传感器或光传感器实现。

具体地，以颜色贴纸为例，则标记值信息包括颜色贴纸的颜色拼接信息，可以是单色，也可以是多种颜色的拼接组合。当玩具车在木质轨道上行驶时，默认识别的颜色是木色，则正常行驶。当行驶到有颜色贴纸的地方时，玩具车底部的颜色传感器识别到其他的颜色(不是木色)，则开始记录颜色贴纸的标记值信息，直到恢复默认颜色(木色)时停止记录，并通过查找列表确定对应的程序指令，控制玩具车执行对应的行驶状态或播放特定的音频。玩具车的行驶状态主要包括加速、减速、左转、右转、后退、车距保持跟随、停车等。

如图2所示，比如：加速行驶状态对应的颜色拼接信息为红色+绿色+蓝色，玩具车依次从木质轨道行驶到红色贴纸，再行驶到绿色贴纸，再行驶到蓝色贴纸，再行驶到木质轨道，则颜色传感器记录的贴纸颜色拼接信息是红色->绿色->蓝色(也可以包括默认颜色，即木色->红色->绿色->蓝色->木色)，则控制玩具车加速行驶。再比如：某一特定音频的颜色编码为灰色(也可以包括默认颜色，即木色->灰色->木色)，如果颜色传感器记录的贴纸颜色是灰色，则控制玩具车播放该特定音频。

在一些实施例中，基于颜色传感器，还可以将颜色贴纸与场景配合使用。比如：在即将左转弯的轨道上设置对应的颜色贴纸，玩具车识别后左转，亮左转向灯并鸣笛(相当于播放特定音频)。再比如：在某处轨道边放置一个红绿灯装饰场景，并在此处轨道上设置对应的颜色贴纸，玩具车识别后停车几秒再继续启动。不仅提高了用户的娱乐体验，还可以从小培养小孩遵守交通规则的意识。

在一些实施例中，玩具车103的行驶可通过电机驱动车轮实现。主控模块与电机连接，电机与车轮连接。

进一步地，主控模块104包括中央处理器和存储器，中央处理器与存储器连接，存储器存储有功能程序，中央处理器用于根据行驶指引模块102的标记值信息执行对应的功能程序，玩具车103根据功能程序执行对应的功能动作；

其中，功能程序可编程修改以修改对应的功能动作。

在一些实施例中，主控模块104的功能可通过中央处理器实现，中央处理器预先存储有功能程序，颜色识别模块105识别行驶指引模块104的标记值信息并发送给中央处理器，中央处理器根据标记值信息运行对应的功能程序，玩具车103根据功能程序执行对应的功能动作。由于玩具车的控制由软件程序实现，因此通过修改软件程序就可以修改玩具车的控制方法，适用范围广，且无需修改电路硬件及结构，后期维护成本低。

在一些实施例中，功能程序可编程可通过下述方法实现：预先在pc端通过编程生成功能程序，将玩具车与pc端通过数据线连接，即可将功能程序存储进中央处理器内。此处值得说明的是，功能程序在pc端可采用scratch编程界面实现。但是在玩具车内的中央处理器，不是采用普通玩具车使用的固件升级的方式进行编程修改，而是在中央处理器内部flash独立预留出一部分片区，专门地存储功能程序，实现了在保留玩具车原有的逻辑功能的基础上，增加了一部分可编程逻辑，使得编程时的选择性更高。通过编程修改功能程序可以修改对应的功能动作，实现定制化，更加符合用户需求。

进一步地，参照图3，本实施例中的玩具车还包括用户指令获取模块，用户指令获取模块与中央处理器连接，用户指令获取模块用于获取用户指令并发送至中央处理器，中央处理器用于根据用户指令控制玩具车按照对应的预设行驶模式行驶。

本实施例中，用户指令获取模块获取用户指令并发送至中央处理器，中央处理器根据用户指令控制玩具车按照对应的预设行驶模式行驶。预设行驶模式预先存储在中央处理器中，通过预设多种行驶模式，提高用户的娱乐体验。

在一些实施例中，用户指令获取模块的功能可以通过按键实现。举例说明：可以在玩具车上设置多个按键，每个按键对应一种行驶模式，用户通过按下对应的按键可以选择自己想体验的模式。

在一些实施例中，用户指令获取模块还包括开关机按键。

在一些实施例中，预设行驶模式包括巡线模式、避障模式和跟随模式。

在一些实施例中，如图3所示，玩具车还包括红外传感器，红外传感器与中央处理器连接。下面结合红外传感器，以用户指令获取模块为按键为例，对上述行驶模式进行详细说明：

巡线模式包括：设置巡线轨迹，红外传感器用于识别巡线轨迹，中央处理器用于控制玩具车按照巡线轨迹行驶。

具体地，红外传感器具有两对发射管/接收管。每对发射管/接收管成对存在，发射管发射红外光线，接收管接收红外光线。根据光的反射作用，发射管发射到地面的光经过反射作用可以让接收管接收。白色表面反射的光线越大，黑色表面反射的光线越小，根据接收管接收的光线强度可以判断是偏白色表面还是偏黑色表面。当按键按到巡线模式，在白纸上用黑色笔画出一条黑色线，根据两对发射管/接收管可以判断玩具车偏左/偏右，从而实现玩具车的自由巡线功能。此处值得说明的是，巡线模式下默认识别的颜色为黑色。巡线模式可以脱离轨道实现，单节车厢也可以玩，扩展性强。

进一步地，参照图3，本实施例中的玩具车还包括声音传感器。在一些实施例中，当按键按到巡线模式，用户还可以发出“加速”、“减速”等声音或吹口哨，声音传感器识别到后发送给中央处理器，中央处理器根据不同的语音信号或频率信号(口哨声具有特定的频率)，控制玩具车在巡线模式下进行加速或减速。

避障模式包括：红外传感器用于识别障碍物信息，中央处理器用于根据障碍物信息控制玩具车停车或后退。

具体地，玩具车头部具有两对向前发射的红外接收管/发射管，工作原理参照上述。当按键按到避障模式，发射管向前发射红外光线，当红外光线遇到障碍物后会产生反射作用，发射后的光线会被接收管接收。当距离障碍物越近时，接收管接收的光线值越大。当距离障碍物越远时，接收管接收的光线值越小。如果前方在设计值(50cm)内没有障碍物时，不会产生反射光线，接收管不会接收到光线，根据中央处理器处理接收管接收到的光线值，可以判断距离障碍物远近，控制玩具车停车或后退，实现避障功能。

此处值得说明的是，可以通过编程修改功能程序，将避障模式下的停车或后退的功能动作修改为其他功能动作。例如：在玩具车遇到障碍物时，还可以通过音频播放模块播放特定的音频，比如：鸣笛，以提醒用户移除障碍物。此时的功能动作为停止+鸣笛。

跟随模式包括：红外传感器用于识别物体移动信息，中央处理器用于根据物体移动信息控制玩具车以预设距离跟随物体行驶。

具体地，当按键按到跟随模式，红外传感器识别到前方有物体移动，中央处理器根据前方物体的移动信息控制玩具车以预设距离跟前方物体行驶。当与前方物体的距离增加，则控制玩具车向前行驶，当与前方物体的距离缩小，则控制玩具车向后行驶。

此处值得说明的是，当有多辆玩具车时，在跟随模式下还可以实现车队的玩法，即多辆玩具车之间以预设距离保持跟随行驶。

在一些实施例中，当玩具车没有行驶在轨道上，而是行驶在其它平面上时，若上一个模式是避障模式，当障碍物在右前方，则控制车头向左偏，当障碍物在左前方，则控制车头向右偏。此时从避障模式切换到跟随模式，如果车头向左偏，则判断右前方有物体，控制玩具车向右方转向，如果车头向右偏，则判断左前方有物体，控制玩具车向左方转向，实现玩具车自动跟随物体行驶的功能。

在一些实施例中，玩具车的车轮在轨道凹槽内部，保证行驶过程中车体不会被抛出轨道。玩具车前轮不具备动力驱动，通过电机控制两边车轮不同速，从而实现玩具车拐弯。

进一步地，如图3所示，玩具车还包括音频播放模块，音频播放模块与主控模块连接，主控模块用于根据玩具车的执行的功能动作控制音频播放模块播放对应的预设音频。

本实施例中，玩具车还包括音频播放模块，音频播放模块与主控模块的中央处理器连接，中央处理器根据玩具车执行的功能动作控制音频播放模块播放对应的预设音频。举例说明：玩具车在加速行驶时，音频播放模块可以播放“加速行驶中”的音频，玩具车在后退时，音频播放模块可以播放高频率的“滴滴滴”的音频。此外，还可以设置车灯，车灯随音频发光，不仅可以增加玩具车的娱乐性，而且更能吸引用户，提高用户的积极性。

进一步地，中央处理器还用于根据声音传感器识别的音频信号和/或红外传感器识别的信息，以及颜色识别模块识别的标记值信息控制玩具车执行对应的功能动作。

本实施例中，中央处理器还可以根据多个传感器的相互联动来控制玩具车。举例说明，声音传感器和颜色传感器的联动：当玩具车在运动过程中，声音传感器识别到特定频率的口哨声，并且颜色传感器识别到特定颜色贴纸的标记值信息，玩具车除了加速或减速外，会播放特定的音频，同时灯光闪烁。红外传感器和颜色传感器的联动：当车辆跟随前方移动物体行驶，并且颜色传感器识别到特定颜色贴纸的标记值信息时，会在跟随行驶的过程中执行该颜色贴纸对应的功能动作，播放对应的音频，同时灯光闪烁。

进一步地，本实施例还提供了一种智能玩具车轨道系统控制方法，应用于上述的智能玩具车轨道系统。该控制方法包括：

获取行驶指引模块的标记值信息；

根据行驶指引模块的标记值信息控制玩具车执行对应的功能动作；

其中，标记值信息包括行驶指引模块的颜色拼接信息。

玩具车的主控模块获取行驶指引模块的标记值信息，根据行驶指引模块的标记值信息控制玩具车执行对应的功能动作。具体的控制过程请参照上述对智能玩具车轨道系统的描述，此处不再赘述。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。