基于七巧板的图形相似度计算方法、装置、设备和介质与流程

1.本发明涉及计算机技术领域，尤其是涉及一种基于七巧板的图形相似度计算方法、装置、设备和介质。


背景技术：

2.幼儿是我们社会发展的未来，幼儿时期的习惯养成和幼儿时期的智力开发是非常重要的。对幼儿的智力开发有很多方法，其中较为有效且较易实施的方法是让幼儿多玩一些益智的玩具。
3.七巧板又称七巧图、智慧板，是中国民间流传的智力玩具，可将其拼凑成各种事物图形，如人物、动植物、房亭楼阁、车轿船桥等。幼儿在玩七巧板的过程中可有效提高空间思维能力，及动手能力。
4.七巧板拼凑的图形是具有一定复杂度的，在进行图案评价时，现有技术中一般是通过人为的方式来判断是否完成拼凑及拼凑的效果，但这种方式具有明显的主观性，且在多个幼儿同时玩七巧板的场景下，效率不高。


技术实现要素：

5.基于此，有必要提供基于七巧板的图形相似度计算方法、装置、设备和介质，以解决现有技术中具有明显的主观性及效率不高的问题。
6.一种基于七巧板的图形相似度计算方法，应用于图形相似度计算系统，所述图形相似度计算系统包括操作台、显示组件、至少一组当前拼凑七巧板和多个通讯标签组，所述显示组件用于显示参考七巧板，所有七巧板放置于所述操作台上，每组七巧板包含七个预设编号不同的板块，每一板块上均设置有一个通讯标签组；其中，预设编号相同的板块之间的形状和通讯标签组的相对位置相同，通讯标签组的相对位置指示通讯标签组相对于所设置的板块的位置；
7.所述方法，包括：
8.在接收到相似度计算指令后，获取显示的参考拼凑图形内所有通讯标签组的位置，并基于所述操作台和多个通讯标签组之间的通讯情况，确定当前拼凑图形内所有通讯标签组的位置；其中，所述当前拼凑图形由当前拼凑七巧板拼凑形成，所述参考拼凑图形由参考七巧板拼凑形成；
9.在所述当前拼凑图形内，根据通讯标签组的位置计算所有板块的第一姿态，及在所述参考拼凑图形内，根据通讯标签组的位置计算所有板块的第二姿态，根据所述第一姿态和所述第二姿态计算相同预设编号的板块之间的姿态相似度，获取计算得到的所有板块的姿态相似度；
10.根据所有板块的姿态相似度计算所述当前拼凑图形和所述参考拼凑图形之间的图形相似度。
11.一种基于七巧板的图形相似度计算装置，应用于图形相似度计算系统，所述图形
相似度计算系统包括操作台、显示组件、至少一组当前拼凑七巧板和多个通讯标签组，所述显示组件用于显示参考七巧板，所有七巧板放置于所述操作台上，每组七巧板包含七个预设编号不同的板块，每一板块上均设置有一个通讯标签组；其中，预设编号相同的板块之间的形状和通讯标签组的相对位置相同，通讯标签组的相对位置指示通讯标签组相对于所设置的板块的位置；
12.所述装置包括：
13.通讯标签组位置获取模块，用于在接收到相似度计算指令后，获取显示的参考拼凑图形内所有通讯标签组的位置，并基于所述操作台和多个通讯标签组之间的通讯情况，确定当前拼凑图形内所有通讯标签组的位置；其中，所述当前拼凑图形由当前拼凑七巧板拼凑形成，所述参考拼凑图形由参考七巧板拼凑形成；
14.板块间姿态相似度计算模块，用于在所述当前拼凑图形内，根据通讯标签组的位置计算所有板块的第一姿态，及在所述参考拼凑图形内，根据通讯标签组的位置计算所有板块的第二姿态，根据所述第一姿态和所述第二姿态计算相同预设编号的板块之间的姿态相似度，获取计算得到的所有板块的姿态相似度；
15.图形相似度计算模块，用于根据所有板块的姿态相似度计算所述当前拼凑图形和所述参考拼凑图形之间的图形相似度。
16.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行上述基于七巧板的图形相似度计算方法的步骤。
17.一种基于七巧板的图形相似度计算方法设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述基于七巧板的图形相似度计算方法的步骤。
18.本发明提供了基于七巧板的图形相似度计算方法、装置、设备和介质，应用于图形相似度计算系统，该图形相似度计算系统包括操作台、显示组件、至少一组当前拼凑七巧板和多个通讯标签组。显示组件上的参考七巧板会拼凑形成参考拼凑图形，而儿童则可以参考这个参考拼凑图形，对任意一组当前拼凑七巧板进行拼凑，以形成当前拼凑图形。其中，每组七巧板包含七个预设编号不同的板块，每一板块上均设置有一个通讯标签组，在接收到相似度计算指令后，可基于操作台和多个通讯标签组之间的通讯情况，确定当前拼凑图形内所有通讯标签组的位置和参考拼凑图形内所有通讯标签组的位置。由于通讯标签组是设置于板块上的，这样在当前拼凑图形内，就能根据通讯标签组的位置计算所有板块的第一姿态，及在参考拼凑图形内，根据通讯标签组的位置计算所有板块的第二姿态。进一步的，还可根据第一姿态和第二姿态计算相同预设编号的板块之间的姿态相似度，获取计算得到的所有板块的姿态相似度；最后根据所有板块的姿态相似度计算当前拼凑图形和参考拼凑图形之间的图形相似度。可见，本发明可高效率，且实时地对七巧板拼凑形成的图形进行相似度计算，有助于幼儿的智力开发。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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。
20.其中：
21.图1为第一实施例中基于七巧板的图形相似度计算方法的流程示意图；
22.图2为一个实施例中图形相似度计算系统的示意图；
23.图3为一个实施例中拼凑出“房子”的参考拼凑图形和当前拼凑图形的示意图；
24.图4为第二实施例中基于七巧板的图形相似度计算方法的流程示意图；
25.图5为一个实施例中板块上第一通讯标签和第二通讯标签的标签放置位置示意图；
26.图6为一个实施例中计算相对距离和距离相似度的示意图；
27.图7为一个实施例中计算相对角度和相对角度相似度的示意图；
28.图8为一个实施例中设置的板块方向的示意图；
29.图9为一个实施例中计算自转角度和自转角度相似度的示意图；
30.图10为一个实施例中基于七巧板的图形相似度计算装置的结构示意图；
31.图11为一个实施例中基于七巧板的图形相似度计算设备的结构框图。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.如图1所示，图1为第一实施例中基于七巧板的图形相似度计算方法的流程示意图，该基于七巧板的图形相似度计算方法应用于如图2所示的图形相似度计算系统。其中，该图形相似度计算系统包括操作台100、显示组件200、至少一组当前拼凑七巧板300和多个通讯标签组400。
34.具体的来说，操作台100上设置有显示组件200，该显示组件200用于显示参考七巧板500。操作台100上还阵列排布有m行n列的天线矩阵，在使用该图形相似度计算系统时需将所有的七巧板放置于操作台100上。其中，每组七巧板包含七个预设编号不同的板块(即图2中编号1-7的板块)，每一板块上均设置有一个通讯标签组400，每一个通讯标签组400由至少两个通讯标签组成。
35.值得注意的是，预设编号相同的板块之间的形状和通讯标签组400的相对位置相同。其中，该通讯标签组400的相对位置指示通讯标签组400相对于所设置的板块的位置。例如参考七巧板500上的板块1与当前拼凑七巧板300的板块1的形状和通讯标签组400的相对位置应相同，当然对于板块2-7而言，也同理。这样在后续计算位姿相似度时，才不会出现偏差。
36.本第一实施例中基于七巧板的图形相似度计算方法提供的步骤包括：
37.步骤102，在接收到相似度计算指令后，获取显示的参考拼凑图形内所有通讯标签组的位置，并基于操作台和多个通讯标签组之间的通讯情况，确定当前拼凑图形内所有通讯标签组的位置。
38.本实施例的常规应用场景为幼儿在操作台上拼凑其中的当前拼凑七巧板。那么相
应的，可以是幼儿在完成拼凑后通过触碰“完成按钮”或其他方式，来主动地触发相似度计算指令；也可以是规定一个预设的拼凑时间，当到达该预设的拼凑时间后，自动触发该相似度计算指令；当然，也可以是其他形式。
39.本实施例中，参考七巧板可拼凑成参考拼凑图形，在拼凑时使用的板块可以是其中的一部分，也可以是全部。该参考拼凑图形用于当做模范示例给当前拼凑七巧板去“模仿”，进而让当前拼凑七巧板拼凑形成当前拼凑图形。示例性的，在实际应用场景下，如图3所示，由显示组件显示，基于参考七巧板拼凑形成“房子”的参考拼凑图形，也即图3中的图形a。幼儿接着参考该“房子”的参考拼凑图形，使用一副当前拼凑七巧板拼凑形成“房子”的当前拼凑图形，也即图3中的图形b。可以理解的是，由于幼儿的空间思维能力和动手能力有限，因此并不能做到让拼凑的当前拼凑图形与参考拼凑图形完全一致，如图3所示，板块“3”有一点倾斜，而板块“2、7、5”的位置有一点偏移。
40.参考拼凑图形内所有通讯标签组的位置是预先存储于计算机中，因此这里可以直接调用。
41.进一步的，本实施例采用射频识别技术来对当前拼凑图形内所有通讯标签组的位置进行定位。其中，一个通讯标签组内记录相同的预设编号，当通讯标签组位于操作台上时，m行n列的天线矩阵中，位于通讯标签组附近的天线可读取标签内记录的预设编号，这样操作台就能知道天线附近到底是哪个通讯标签组，进而根据天线自身的位置，便可确定出某一具体通讯标签组的位置。例如，当当前拼凑七巧板内的板块1位于图2中的天线00上方时，由于该板块1上设置的通讯标签组将预设编号1发送给了天线00，那么就可以确定出天线00上方设置有板块1的通讯标签组。当然，对于其他通讯标签组的位置也同理。
42.步骤104，在当前拼凑图形内，根据通讯标签组的位置计算所有板块的第一姿态，及在参考拼凑图形内，根据通讯标签组的位置计算所有板块的第二姿态，根据第一姿态和第二姿态计算相同预设编号的板块之间的姿态相似度，获取计算得到的所有板块的姿态相似度。
43.具体的，由于已经知道所有通讯标签组的位置，且预设编号相同的板块之间的形状和通讯标签组的相对位置相同。那么在同一个想拼凑的图形里，就可以确定出所有板块的位姿，该位姿包括板块间的相对距离和相对角度，板块自身的摆放位置和朝向等。
44.接着，进一步计算位姿相似度。可以理解的是，在图3的实施例中，由于在当前拼凑图形内，板块“3”有一点倾斜，而板块“2、7、5”的位置有一点偏移，因此板块“2、3、7、5”的姿态相似度会相对较低，而板块“1、6”的姿态相似度会相对较高。
45.步骤106，根据所有板块的姿态相似度计算当前拼凑图形和参考拼凑图形之间的图形相似度。
46.可选的，可以取所有板块的姿态相似度的均值，将该均值作为当前拼凑图形和参考拼凑图形之间的图形相似度。亦或是，可以将所有板块的姿态相似度中最小的那个作为当前拼凑图形和参考拼凑图形之间的图形相似度。当然可以是其他形式。这样，就能实时地对七巧板拼凑形成的图形进行相似度计算。
47.上述基于七巧板的图形相似度计算方法，可基于操作台和多个通讯标签组之间的通讯情况，确定当前拼凑图形内所有通讯标签组的位置和参考拼凑图形内所有通讯标签组的位置。由于通讯标签组是设置于板块上的，这样在当前拼凑图形内，就能根据通讯标签组
的位置计算所有板块的第一姿态，及在参考拼凑图形内，根据通讯标签组的位置计算所有板块的第二姿态。进一步的，还可根据第一姿态和第二姿态计算相同预设编号的板块之间的姿态相似度，获取计算得到的所有板块的姿态相似度；最后根据所有板块的姿态相似度计算当前拼凑图形和参考拼凑图形之间的图形相似度。可见，本发明可高效率，且实时地对七巧板拼凑形成的图形进行相似度计算，有助于幼儿的智力开发。
48.如图4所示，图4为第二实施例中基于七巧板的图形相似度计算方法的流程示意图。该第二实施例中，计算的姿态包括相对距离、相对角度和自转角度，计算的姿态相似度包括距离相似度、相对角度相似度和自转角度相似度。
49.具体的，本第二实施例中基于七巧板的图形相似度计算方法提供的步骤包括：
50.步骤402，在接收到相似度计算指令后，获取显示的参考拼凑图形内所有通讯标签组的位置，并基于操作台和多个通讯标签组之间的通讯情况，确定当前拼凑图形内所有通讯标签组的位置。
51.本实施例中，为每个通讯标签组设置两个通讯标签，如图5所示，分别为第一通讯标签410和第二通讯标签420。七巧板共包含三类形状的板块，分别为等腰直角三角形板块、平行四边形板块和正方形板块。可选的，等腰直角三角形板块、正方形板块和平行四边形板块上的标签放置位置如图5所示。当然，标签放置位置也可以进行适当的调整，只不过预设编号相同的板块之间第一通讯标签410和第二通讯标签420相对于所设置的板块的位置需相同。
52.进一步的，已知某一个板块n内第一通讯标签410的坐标为pn1(xn1,yn1)，某一个板块n内第二通讯标签420的坐标为pn2(xn2,yn2)，那么本实施例中将通讯标签组的位置设定为pn0(xn0,yn0)：其中，
53.x
n0
＝(x
n1
+x
n2
)/2
54.y
n0
＝(y
n1
+y
n2
)/2
55.步骤404，在当前拼凑图形内，根据基准板块上通讯标签组的位置和目标非基准板块上通讯标签组的位置计算第一相对距离，及在参考拼凑图形内，根据基准板块上通讯标签组的位置和目标非基准板块上通讯标签组的位置计算第二相对距离，获取计算得到的n个第一相对距离和n个第二相对距离。
56.其中，基准板块为拼凑图形内预设的一个预设编号的板块，目标非基准板块为拼凑图形内除基准板块外的所有板块中的任意一个。
57.示例性的，将图6中的板块1作为基准板块，那么图6中的板块2、3、5、6、7都是非基准板块。先假定板块3为目标非基准板块，那么在当前拼凑图形内，若基准板块1的位置为(x
′1，y
′1)，目标非基准板块3的位置为(x
′3，y
′3)，那么基准板块1和目标非基准板块3之间的第一相对距离为：
[0058][0059]
在参考拼凑图形内，若基准板块1的位置为(x1，y1)，目标非基准板块3的位置为(x3，y3)，那么基准板块1和目标非基准板块3之间的第二相对距离为：
[0060][0061]
同理，可计算基准板块与其他所有非基准板块之间的第一相对距离和第二相对距
离。在图6的实施例中，共可得到5个第一相对距离和5个第二相对距离。
[0062]
步骤406，计算第一目标相对距离和第二目标相对距离之间的距离相似度，获取计算得到的n个距离相似度。
[0063]
其中，第一目标相对距离为n个第一相对距离中的任意一个，第一目标相对距离和第二目标相对距离对应的板块的预设编号相同。示例性的，第一目标相对距离为d
′
13
，第二目标相对距离为d
13
，d
′
13
和d
13
对应的板块的预设编号相同。
[0064]
接着可通过如下方式进行计算距离相似度：计算第一目标相对距离和第二目标相对距离之间的距离比值和距离差值。比较该距离比值与1和2之间的关系；若距离比值小于或等于1，则将距离比值作为距离相似度。若距离比值大于1且小于2，则2与距离比值之间的差值作为所述距离相似度。若距离比值大于或等于2，则确定距离相似度为0。对于d
′
13
和d
13
而言，该计算方式可表示为：
[0065][0066]
可见，d
′
13
和d
13
相差越小，说明当前拼凑七巧内的板块1和板块3的距离，与参考七巧板内的板块1和板块3的距离越相似，此处，该距离相似度的最大值为1；d
′
13
和d
13
相差越大，说明当前拼凑七巧板内的板块1和板块3的距离，与参考七巧板内的板块1和板块3的距离越不相似，此处，该距离相似度的最小值为0。
[0067]
当然，对于其他第一目标相对距离和第二目标相对距离之间的距离相似度也是同理。在图6的实施例中，可得到5个距离相似度。
[0068]
步骤408，在当前拼凑图形内，根据基准板块上通讯标签组的位置和目标非基准板块上通讯标签组的位置计算第一相对角度，及在参考拼凑图形内，根据基准板块上通讯标签组的位置和目标非基准板块上通讯标签组的位置计算第二相对角度，获取计算得到的n个第一相对角度和n个第二相对角度。
[0069]
其中，相对角度指示基准板块与目标非基准板块之间的连线与设定的基准轴之间的角度，且该相对角度覆盖的区域为以预设方向从基准轴到连线之间的区域。
[0070]
示例性的，将图6中的水平x轴作为设定的基准轴。当然在其他实施例中，也可以将垂直y轴或其他轴作为基准轴。将预设方式设置为逆时针方向，那么在当前拼凑图形内，若基准板块1的位置为(x
′1，y
′1)，目标非基准板块3的位置为(x
′3，y
′3)，基准板块1和目标非基准板块3之间的第一相对角度为：
[0071][0072]
在参考拼凑图形内，若基准板块1的位置为(x1，y1)，目标非基准板块3的位置为(x3，y3)，那么基准板块1和目标非基准板块3之间的第二相对角度为：
[0073][0074]
同理，可计算基准板块与其他非基准板块之间的第一相对角度和第二相对角度。在图6的实施例中，共可得到5个第一相对距离和5个第二相对距离。
[0075]
步骤410，计算第一目标相对角度和第二目标相对角度之间的相对角度相似度，获取计算得到的n个相对角度相似度。
[0076]
其中，第一目标相对角度为n个第一相对角度中的任意一个，第一目标相对角度和第二目标相对角度对应的板块的预设编号相同。示例性的，如图7所示,第一目标相对角度为θ
′1，第二目标相对角度为θ1，θ
′1和θ1对应的板块的预设编号相同。
[0077]
可通过如下方式进行计算相对角度相似度：计算第一目标相对角度和第二目标相对角度之间的第一角度差值绝对值。比较该第一角度差值绝对值与0
°
和180
°
之间的关系；若第一角度差值绝对值为0
°
，则确定相对角度相似度为1；若第一角度差值绝对值为180
°
，则确定相对角度相似度为0；若第一角度差值绝对值在大于0
°
且小于180
°
，则计算180
°
与第一角度差值绝对值之间的第一角度差值，将第一角度差值与180
°
之间的比值确定为相对角度相似度；若第一角度差值绝对值在大于180
°
且小于360
°
，则计算第一角度差值绝对值与180
°
之间的第二角度差值，将第二角度差值与180
°
之间的比值确定为相对角度相似度。对于θ
′1和θ1而言，该计算方式可表示为：
[0078][0079]
上式中，|θ
1-θ
′1|为θ
′1和θ1之间的第一角度差值绝对值。
[0080]
可见，θ1和θ
′1相差越小，说明当前拼凑七巧内的板块1和板块3的相对角度，与参考七巧板内的板块1和板块3的相对角度越相似，此处，该相对角度相似度的最大值为1；d
′
13
和d
13
相差越大，说明当前拼凑七巧板内的板块1和板块3的相对角度，与参考七巧板内的板块1和板块3的相对角度越不相似，此处，该相对角度相似度的最小值为0。
[0081]
当然，对于其他第一目标相对角度和第二目标相对角度之间的相对角度相似度也是同理。在图7的实施例中，可得到5个相对角度相似度。
[0082]
步骤412，根据通讯标签组的位置计算当前拼凑图形内所有板块的第一自转角度，及根据通讯标签组的位置计算参考拼凑图形内所有板块的第二自转角度，获取计算得到的n+1个第一自转角度和n+1个第二自转角度。
[0083]
具体的，首先在图5的基础上，预先为每个板块设定如图8所示的板块方向。此处的板块方向为第二通讯标签朝向第一通讯标签的方向，当然在其他实施例中，也可以是第一通讯标签朝向第二通讯标签的方向。
[0084]
而自转角度覆盖的区域为以预设方向从基准轴到板块方向之间的区域，此处将预设方式设置为逆时针方向，并假定基准轴为水平x轴，那么如图9所示，在当前拼凑图形内，若板块3内第一通讯标签的位置为(x
′a，y
′a)，第二通讯标签的位置为(x
′b，y
′b)，则板块3的第一自转角度为：
[0085][0086]
在参考拼凑图形内，假定板块3内第一通讯标签的位置为(xa,ya)，第二通讯标签的位置为(xb,yb)，则板块3的第二自转角度为：
[0087][0088]
同理，可计算基准板块与其他非基准板块之间的第一自转角度和第二自转角度。在图9的实施例中，共可得到6个第一相对距离和6个第二相对距离。
[0089]
步骤414，计算第一目标自转角度和第二目标自转角度之间的自转角度相似度，获取计算得到的n+1个自转角度相似度。
[0090]
其中，第一目标自转角度为n+1个第一自转角度中的任意一个，第一目标自转角度和第二目标自转角度对应的板块的预设编号相同。示例性的，第一目标自转角度为θ
′3，第二目标自转角度为θ3，θ
′3和θ3对应的板块的预设编号相同。
[0091]
七巧板共包含三类形状的板块，分别是等腰直角三角形板块、平行四边形板块和正方形板块。由于形状自身的差异，导致在计算自转角度相似度时，若采用相同的计算方式会存在计算偏差，因此本实施例中，分三种情形来分别计算这三类板块的自转角度相似度。
[0092]
在第一种情形下，当计算两个等腰直角三角形板块之间的自转角度相似度时，计算第一目标自转角度和第二目标自转角度之间的第二角度差值绝对值。比较该第二角度差值绝对值与0
°
和180
°
之间的关系；若第二角度差值绝对值为0
°
，则确定两个等腰直角三角形板块之间的自转角度相似度为1；若第二角度差值绝对值为180
°
，则确定两个等腰直角三角形板块之间的自转角度相似度为0；若第二角度差值绝对值大于0
°
且小于180
°
，则计算180
°
与第二角度差值绝对值之间的第三角度差值，将第三角度差值与180
°
之间的比值确定为两个等腰直角三角形板块之间的自转角度相似度；若第二角度差值绝对值大于180
°
且小于360
°
，则计算第二角度差值绝对值与180
°
之间的第四角度差值，将第四角度差值与180
°
之间的比值确定为两个等腰直角三角形板块之间的自转角度相似度。该计算方式可表示为：
[0093][0094]
上式中，|θ
n-θ
′n|为板块n的第一目标自转角度θ
′n和板块n的第二目标自转角度θ
′n之间的第二角度差值绝对值。
[0095]
可见，θn和θ
′n相差越小，说明当前拼凑七巧内的板块n的自转角度，与参考七巧板内的板块n的自转角度越相似，此处，该自转角度相似度的最大值为1；θn和θ
′n相差越大，说明当前拼凑七巧板内的板块n的自转角度，与参考七巧板内的板块n的自转角度越不相似，此处，该自转角度相似度的最小值为0。
[0096]
在第二种情形下，当计算两个平行四边形板块之间的自转角度相似度时，由平行四边形的特性可知，平行四边形绕中心旋转180
°
后，与原图形相同。所以可定义当θn和θ
′n相
等时，或者当θn和θ
′n相差180
°
整数倍时，参考七巧板和当前拼凑七巧板内板块n的自转角度相似度是1，即完全相同；当θn和θ
′n相差90
°
时，参考七巧板和当前拼凑七巧板内板块n的自转角度相似度是0，即完全不相同。
[0097]
具体的，计算第一目标自转角度和第二目标自转角度之间当前的第三角度差值绝对值；基于当前的第三角度差值绝对值计算自转角度相似度；其中，若当前的第三角度差值绝对值为0
°
或180
°
，则确定两个平行四边形板块之间的自转角度相似度为1；若当前的第三角度差值绝对值为90
°
，则确定两个平行四边形板块之间的自转角度相似度为0；若当前的第三角度差值绝对值大于0
°
且小于90
°
，则计算90
°
与当前的第三角度差值绝对值之间的第五角度差值，将第五角度差值与90
°
之间的比值确定为两个平行四边形板块之间的自转角度相似度；若当前的第三角度差值绝对值大于90
°
且小于180
°
，则计算当前的第三角度差值绝对值与90
°
之间的第六角度差值，将第六角度差值与90
°
之间的比值确定为两个平行四边形板块之间的自转角度相似度；若当前的第三角度差值绝对值大于180
°
且小于360
°
，则将当前的第三角度差值绝对值减去180
°
,返回执行基于当前的第三角度差值绝对值计算自转角度相似度的步骤。
[0098]
当然，上述方式可以理解为以0
°‑
180
°
为一个循环计算单元，若落在0
°‑
180
°
的范围内，则可直接计算出结果。反之，就将当前的第三角度差值绝对值减去180
°
，直至落在0
°‑
180
°
的范围内。
[0099]
若将上述计算方式展开到0
°‑
360
°
，也可表示为：
[0100][0101]
上式中，|θ
n-θ
′n|为板块n的第一目标自转角度θ
′n和板块n的第二目标自转角度θ
′n之间的第三角度差值绝对值。
[0102]
在第三种情形下，当计算两个正方形板块之间的自转角度相似度时，由正方形的特性可知，正方形绕中心旋转90
°
后，与原图形相同。所以可定义当θn和θ
′n相等时，或者当θn和θ
′n相差90
°
的整数倍时，参考七巧板和当前拼凑七巧板内板块n的自转角度相似度是1，即完全相同；当θn和θ
′n相差45
°
时，参考七巧板和当前拼凑七巧板内板块n的自转角度相似度是0，即完全不相同。
[0103]
具体的，计算第一目标自转角度和第二目标自转角度之间当前的第四角度差值绝对值；基于当前的第四角度差值绝对值计算自转角度相似度；其中，若当前的第四角度差值绝对值为0
°
或90
°
，则确定两个正方形板块之间的自转角度相似度为1；若当前的第四角度差值绝对值为45
°
，则确定两个正方形板块之间的自转角度相似度为0；若当前的第四角度差值绝对值大于0
°
且小于45
°
，则计算45
°
与当前的第四角度差值绝对值之间的第七角度差值，将第七角度差值与45
°
之间的比值确定为两个正方形板块之间的自转角度相似度；若当
前的第四角度差值绝对值大于45
°
且小于90
°
，则计算当前的第四角度差值绝对值与45
°
之间的第八角度差值，将第八角度差值与45
°
之间的比值确定为两个正方形板块之间的自转角度相似度；若当前的第四角度差值绝对值大于90
°
且小于360
°
，则将当前的第四角度差值绝对值减去90
°
,返回执行基于当前的第四角度差值绝对值计算自转角度相似度的步骤。
[0104]
当然，上述方式可以理解为以0
°‑
90
°
为一个循环计算单元，若落在0
°‑
90
°
的范围内，则可直接计算出结果。反之，就将当前的第四角度差值绝对值减去90
°
，直至落在0
°‑
90
°
的范围内。
[0105]
若将上述计算方式展开到0
°‑
360
°
，也可表示为：
[0106][0107]
上式中，|θ
n-θ
′n|为板块n的第一目标自转角度θ
′n和板块n的第二目标自转角度θ
′n之间的第四角度差值绝对值。
[0108]
在图9的实施例中，可得到6个自转角度相似度。
[0109]
步骤416，计算n个距离相似度的均值，获取计算得到的总距离相似度，计算n个相对角度相似度的均值，获取计算得到的总相对角度相似度，计算n个自转角度相似度的均值，获取计算得到的总自转角度相似度，将总距离相似度、总相对角度相似度和总自转角度相似度作为图形相似度。
[0110]
也就是说，本步骤中通过取均值的方式来确定图形相似度。当然可以是其他形式，例如取最小值或取中位值的方式，只要能体现两个图形的相似度即可。
[0111]
步骤418，若总距离相似度大于预设的第一相似度阈值，且总相对角度相似度大于预设的第二相似度阈值，且总自转角度相似度大于预设的第三相似度阈值，则判定当前拼凑图形拼凑成功。
[0112]
当然，判定当前拼凑图形是否拼凑成功并不仅仅局限于上述方式。在其他实施例中，也可以是基于总距离相似度、总相对角度相似度和总自转角度相似度去加权计算一个总得分，若该总得分大于一个阈值(例如0.8)，也可以判定当前拼凑图形拼凑成功。
[0113]
上述基于七巧板的图形相似度计算方法，计算的姿态包括相对距离、相对角度和自转角度，计算的姿态相似度包括距离相似度、相对角度相似度和自转角度相似度，基于这三个维度去综合的评判当前拼凑图形拼凑是否成功，可有效的提高判断准确性。
[0114]
在一个实施例中，如图10所示，提出了一种基于七巧板的图形相似度计算装置，应用于图形相似度计算系统，图形相似度计算系统包括操作台、显示组件、至少一组当前拼凑七巧板和多个通讯标签组，显示组件用于显示参考七巧板，所有七巧板放置于操作台上，每组七巧板包含七个预设编号不同的板块，每一板块上均设置有一个通讯标签组；其中，预设编号相同的板块之间的形状和通讯标签组的相对位置相同，通讯标签组的相对位置指示通讯标签组相对于所设置的板块的位置；
[0115]
该装置包括：
[0116]
通讯标签组位置获取模块1002，用于在接收到相似度计算指令后，获取显示的参考拼凑图形内所有通讯标签组的位置，并基于操作台和多个通讯标签组之间的通讯情况，确定当前拼凑图形内所有通讯标签组的位置；其中，当前拼凑图形由当前拼凑七巧板拼凑形成，参考拼凑图形由参考七巧板拼凑形成；
[0117]
板块间姿态相似度计算模块1004，用于在当前拼凑图形内，根据通讯标签组的位置计算所有板块的第一姿态，及在参考拼凑图形内，根据通讯标签组的位置计算所有板块的第二姿态，根据第一姿态和第二姿态计算相同预设编号的板块之间的姿态相似度，获取计算得到的所有板块的姿态相似度；
[0118]
图形相似度计算模块1006，用于根据所有板块的姿态相似度计算当前拼凑图形和参考拼凑图形之间的图形相似度。
[0119]
图11示出了一个实施例中基于七巧板的图形相似度计算设备的内部结构图。如图11所示，该基于七巧板的图形相似度计算设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该基于七巧板的图形相似度计算设备的非易失性存储介质存储有操作系统，还可存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现基于七巧板的图形相似度计算方法。该内存储器中也可储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行基于七巧板的图形相似度计算方法。本领域技术人员可以理解，图11中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的基于七巧板的图形相似度计算设备的限定，具体的基于七巧板的图形相似度计算设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0120]
一种基于七巧板的图形相似度计算设备，包括存储器、处理器以及存储在该存储器中并可在该处理器上执行的计算机程序，该处理器执行该计算机程序时实现如下步骤：在接收到相似度计算指令后，获取显示的参考拼凑图形内所有通讯标签组的位置，并基于操作台和多个通讯标签组之间的通讯情况，确定当前拼凑图形内所有通讯标签组的位置；在当前拼凑图形内，根据通讯标签组的位置计算所有板块的第一姿态，及在参考拼凑图形内，根据通讯标签组的位置计算所有板块的第二姿态，根据第一姿态和第二姿态计算相同预设编号的板块之间的姿态相似度，获取计算得到的所有板块的姿态相似度；根据所有板块的姿态相似度计算当前拼凑图形和参考拼凑图形之间的图形相似度。
[0121]
一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机
程序被处理器执行时实现如下步骤：在接收到相似度计算指令后，获取显示的参考拼凑图形内所有通讯标签组的位置，并基于操作台和多个通讯标签组之间的通讯情况，确定当前拼凑图形内所有通讯标签组的位置；在当前拼凑图形内，根据通讯标签组的位置计算所有板块的第一姿态，及在参考拼凑图形内，根据通讯标签组的位置计算所有板块的第二姿态，根据第一姿态和第二姿态计算相同预设编号的板块之间的姿态相似度，获取计算得到的所有板块的姿态相似度；根据所有板块的姿态相似度计算当前拼凑图形和参考拼凑图形之间的图形相似度。
[0122]
需要说明的是，上述基于七巧板的图形相似度计算方法、装置、设备及计算机可读存储介质属于一个总的发明构思，基于七巧板的图形相似度计算方法、装置、设备及计算机可读存储介质实施例中的内容可相互适用。
[0123]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
[0124]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0125]
以上实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。