CN104834452A - 一种远程逗宠系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种远程逗宠系统及方法，包括：图像采集装置，用于采集宠物所在场景的目标图像；显示输入装置，与图像采集装置信号连接，用于显示场景图像以供用户根据场景图像进行操作输入，并获取输入操作的位置信息；显示输入装置可以为电脑、智能手机等其他交互式终端设备，可以采用键鼠交互、触屏交互等多种人机交互方式进行输入。本发明能够利用智能手机、平板电脑等移动终端，通过在移动终端上进行输入操作，并在宠物所处空间驱动光点进行相应的位移来实现人与宠物互动；也可以通过播放音频来实现人与宠物间的交互游戏，也可以直接让人与宠物视频互动；本发明能够让主人远程与宠物实现交互游戏，有效的增加主人与宠物间的感情。

Description

一种远程逗宠系统及方法

技术领域

本发明涉及逗宠技术领域，尤其涉及一种远程逗宠系统及方法。

背景技术

随着物联网技术的发展，越来越多的交互方式被开发和应用于各行各业。

在人与宠物进行交互游戏时，经常通过移动能够引起宠物注意的光点来与宠物进行互动。当主人离开家后，宠物被单独的搁置在家中，对于此种情景，在现在的交互方式中，缺乏了一种远程的与宠物进行交互游戏的方式，这样并不利于在家的宠物的培养。也由于距离的原因，难以增进宠物与人的感情；同时使人缺少一种培养宠物的趣味性。

亟待提供一种技术，让主人能够远程与宠物进行交互游戏，以增近主人与宠物之间的感情。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种远程逗宠系统及方法，让主人能够远程与宠物进行交互游戏。

本发明提出了一种远程逗宠系统，包括：

图像采集装置，用于采集宠物所在场景的目标图像；

显示输入装置，与图像采集装置信号连接，用于显示目标图像以供用户在目标图像上进行操作输入，并获取输入操作的位置信息；显示输入装置可以为电脑、智能手机等其他交互式终端设备，可以采用键鼠交互、触屏交互等多种人机交互方式进行输入。

控制处理装置，与显示输入装置信号连接，用于对输入操作的位置信息进行处理并按照时间顺序生成位置坐标信息；

光点执行装置，与控制处理装置信号连接，用于根据位置坐标信息按照时间顺序执行机械动作；

光点发光装置，安装在光点执行装置上并与控制处理装置连接，用于根据输入操作的位置信息发出光点。

优选的，所述光点执行装置包括用于驱动光点发光装置进行水平运动的水平旋转控制舵机、驱动光点发光装置进行垂直运动的垂直旋转控制舵机。

优选的，所述显示输入装置包括用于操作输入的交互式屏幕，该交互式屏幕上设有阵列区域：

定义：该阵列区域内共有m行、n列的方格，其中：m＝1、2、3……，n＝1、2、3……；

定义：A_i，j表示阵列区域内的i行、j列的方格，其中：i＝0、1、2……，j＝0、1、2……；

该A_i，j表示的方格的坐标与水平旋转控制舵机、垂直旋转控制舵机之间的转换关系如下：

水平旋转控制舵机的旋转角度：

$\mathrm{\θx}=-\frac{\mathrm{\α}}{2}+\frac{\mathrm{\α}}{n}\×i+\frac{\mathrm{\α}}{2n}+\mathrm{\Δ\λ};$

其中：α为所述图像采集装置的水平可视角度，△λ为水平旋转控制舵机与所述光点发光装置之间的角度误差；

$\mathrm{\Δ\λ}=\frac{\mathrm{\α}}{2}-\arctan \left(\frac{l\×\tan \frac{\mathrm{\α}}{2}-\mathrm{\Δx}}{l}\right);$

其中：l为图像采集装置的工作距离；△x为水平旋转控制舵机与所述光点发光装置之间的装配距离；

垂直旋转控制舵机的旋转角度：

$\mathrm{\θy}=-\frac{\mathrm{\β}}{2}+\frac{\mathrm{\β}}{m}\×j+\frac{\mathrm{\β}}{2m}+\mathrm{\Δ\θ};$

其中：β为所述图像采集装置的垂直可视角度，△θ为垂直旋转控制舵机与光点发光装置之间的角度误差；

$\mathrm{\Δ\θ}=\frac{\mathrm{\β}}{2}-\arctan \left(\frac{l\×\tan \frac{\mathrm{\β}}{2}-\mathrm{\Δy}}{l}\right);$

其中：l为图像采集装置的工作距离；△y为垂直旋转控制舵机与光点发光装置之间的装配距离。

优选的，所述显示输入装置还包括音频输入单元，该音频输入单元用于录制或/和导入音频，并将音频传递给音频播送单元，该音频播送单元置于宠物所在空间。

优选的，还包括定时器，该定时器与显示输入装置或/和光点执行装置信号连接。

所述图像采集装置为摄像头，α为摄像头的水平可视角度，β为摄像头的垂直可视角度，l为摄像头的工作距离。

优选的，所述光点发光装置包括激光笔。

本发明还提出了一种远程逗宠方法，包括以下步骤：

S1：图像采集装置采集宠物所在场景的目标图像；

S2：在显示输入装置上显示目标图像，用户通过显示输入装置在目标图像上进行操作输入，并获取输入操作的位置信息；

S3：控制处理装置对输入操作的位置信息进行处理并按照时间顺序生成位置坐标信息；

S4、控制处理装置控制光点执行装置按照时间顺序执行机械动作，并且， 利用光点发光装置根据输入操作的位置信息触发光点进行逗宠。

优选的，利用摄像头采集宠物所在场景的目标图像，利用激光笔发出光点。

优选的，还包括在宠物所在空间播放音频。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明能够利用智能手机、平板电脑等移动终端，通过在移动终端上进行输入操作，并在宠物所处空间驱动光点进行相应的位移来实现人与宠物互动；也可以通过播放音频来实现人与宠物间的交互游戏，也可以直接让人与宠物视频互动；本发明能够让主人远程与宠物实现交互游戏，有效的增加主人与宠物间的感情。

附图说明

图1为本发明的一种远程逗宠系统的结构示意图；

图2为本发明的一种远程逗宠系统中的垂直旋转控制舵机与激光笔的装配距离。

图3为本发明的一种远程逗宠方法的流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，图1为本发明的一种远程逗宠系统的结构示意图。

参照图1，本发明实施例提出的一种远程逗宠系统，包括：

图像采集装置，用于采集宠物所在场景的目标图像，其中图像采集装置可以为摄像头；

显示输入装置，与图像采集装置信号连接，用于显示目标图像以供用户在目标图像上进行操作输入，并获取输入操作的位置信息；显示输入装置可以为电脑、智能手机等其他交互式终端设备，可以采用键鼠交互、触屏交互等多种人机交互方式进行输入。

控制处理装置，与显示输入装置信号连接，用于对输入操作的位置信息进 行处理并按照时间顺序生成位置坐标信息；控制处理装置可以为单片机；

光点执行装置，与控制处理装置信号连接，用于根据位置坐标信息按照时间顺序执行机械动作；光点执行装置包括用于驱动光点发光装置进行水平运动的水平旋转控制舵机、驱动光点发光装置进行垂直运动的垂直旋转控制舵机；

光点发光装置，安装在光点执行装置上并与控制处理装置连接，用于根据输入操作的位置信息发出光点，其中，光点发光装置包括激光笔。

在具体实施例中，显示输入装置包括用于操作输入的交互式屏幕，该交互式屏幕上设有阵列区域：

定义：该阵列区域内共有m行、n列的方格，其中：m＝1、2、3……，n＝1、2、3……；

定义：A_i，j表示阵列区域内的i行、j列的方格，其中：i＝0、1、2……，j＝0、1、2……；

该Ai，j表示的方格的坐标与水平旋转控制舵机、垂直旋转控制舵机之间的转换关系如下：

水平旋转控制舵机的旋转角度：

$\mathrm{\θx}=-\frac{\mathrm{\α}}{2}+\frac{\mathrm{\α}}{n}\×i+\frac{\mathrm{\α}}{2n}+\mathrm{\Δ\λ};$

其中：α为所述图像采集装置的水平可视角度，△λ为水平旋转控制舵机与光点发光装置之间的角度误差；

$\mathrm{\Δ\λ}=\frac{\mathrm{\α}}{2}-\arctan \left(\frac{l\×\tan \frac{\mathrm{\α}}{2}-\mathrm{\Δx}}{l}\right);$

其中：l为图像采集装置的工作距离；△x为水平旋转控制舵机与光点发光装置之间的装配距离；

垂直旋转控制舵机的旋转角度：

$\mathrm{\θy}=-\frac{\mathrm{\β}}{2}+\frac{\mathrm{\β}}{m}\×j+\frac{\mathrm{\β}}{2m}+\mathrm{\Δ\θ};$

其中：β为所述图像采集装置的垂直可视角度，△θ为垂直旋转控制舵机与光点发光装置之间的角度误差；

$\mathrm{\Δ\θ}=\frac{\mathrm{\β}}{2}-\arctan \left(\frac{l\×\tan \frac{\mathrm{\β}}{2}-\mathrm{\Δy}}{l}\right);$

其中：l为图像采集装置的工作距离；△y为垂直旋转控制舵机与光点发光装置之间的装配距离。

显示输入装置还包括音频输入单元，该音频输入单元用于录制或/和导入音频，并将音频传递给音频播送单元，该音频播送单元置于宠物所在空间。

在进一步实施例中，所述远程逗宠系统还包括定时器，该定时器与显示输入装置或/和光点执行装置信号连接。

在本发明实施例中，利用摄像头采集宠物所在场景的目标图像，利用智能手机、平板电脑等移动终端获取并显示场景的目标图像，通过在智能手机、平板电脑等交互式屏幕上采用键鼠交互、触屏交互等多种人机交互方式进行输入操作，在交互式屏幕画图像、与宠物视频等。在交互式屏幕画图像时，显示输入装置生成相应的输入操作的位置信息，利用单片机将输入操作的位置信息转化成水平旋转控制舵机、垂直旋转控制舵机需要进行机械动作的位置坐标信息。

比如，在显示输入装置上画一个图像时，该图案会产生对应的位置信息，利用控制处理装置将上述位置信息按时间顺序转化成光点执行装置需要进行机械运动的位置坐标信息；利用水平旋转控制舵机、垂直旋转控制舵机会带动光点发光装置进行运动，生成与上述图像相同的图像；比如，用户在手机上画“人”型图像，那么水平旋转控制舵机、垂直旋转控制舵机会带动光点发光装置也画出“人”型图像。

需要说明的是，光点发光装置在工作过程中，用户在显示输入装置上进行操作输入，在光点执行装置的运动过程中，在获取到用户输入操作的位置信息时触发光点发光装置点亮发出光点，例如在用户连续输入操作过程中的运动轨迹；当用户在一个操作动作的终点与下一个操作动作的起点之间不在同一个位置时，在光点执行装置的运动过程中，光点发光装置不发出光点。

参照图2，以手机屏幕为例，将手机显示屏分为9：16的144阵列区域，这样m为9，n为16；摄像头的水平可视角度、垂直可视角度均选定为1200，在装配时，△x为0，则△λ为0；故：

可以将摄像头的工作距离l选定为2m，垂直旋转控制舵机与摄像头之间的装配距离△y选定为10cm；

△θ≈0.7，摄像头的水平、垂直可视角度为(－60°，60°)，激光笔的水平扫描角度为(－60°，60°)，激光笔的垂直扫描角度为(－59.3°，60.7°)。

如图3所示，图3为本发明提出的一种远程逗宠方法的流程示意图。

参照图3，本发明实施例提出一种远程逗宠方法，包括以下步骤：

S1：图像采集装置采集宠物所在场景的目标图像；

S2：在显示输入装置上显示目标图像，用户通过显示输入装置在目标图像上进行操作输入，并获取输入操作的位置信息；

S3：控制处理装置对输入操作的位置信息进行处理并按照时间顺序生成位置坐标信息；

S4、控制处理装置控制光点执行装置按照时间顺序执行机械动作，并且，根据光点发光装置根据输入操作的位置信息触发光点进行逗宠。

在上述步骤中，还可以在宠物所在空间播放音频。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种远程逗宠系统，其特征在于，包括：

图像采集装置，用于采集宠物所在场景的目标图像；

显示输入装置，与图像采集装置信号连接，用于显示目标图像以供用户在目标图像上进行操作输入，并获取输入操作的位置信息；

控制处理装置，与显示输入装置信号连接，用于对输入操作的位置信息进行处理并按照时间顺序生成位置坐标信息；

光点执行装置，与控制处理装置信号连接，用于根据位置坐标信息按照时间顺序执行机械动作；

光点发光装置，安装在光点执行装置上并与控制处理装置连接，用于根据输入操作的位置信息发出光点。

2.根据权利要求1上述的远程逗宠系统，其特征在于，所述光点执行装置包括用于驱动光点发光装置进行水平运动的水平旋转控制舵机、驱动光点发光装置进行垂直运动的垂直旋转控制舵机。

3.根据权利要求2上述的远程逗宠系统，其特征在于，所述显示输入装置包括用于操作输入的交互式屏幕，该交互式屏幕上设有阵列区域：

定义：该阵列区域内共有m行、n列的方格，其中：m＝1、2、3……，n＝1、2、3……；

定义：A_i,j表示阵列区域内的i行、j列的方格，其中：i＝0、1、2……，j＝0、1、2……；

该A_i,j表示的方格的坐标与水平旋转控制舵机、垂直旋转控制舵机之间的转换关系如下：

水平旋转控制舵机的旋转角度：

其中：ɑ为所述图像采集装置的水平可视角度，△λ为水平旋转控制舵机与所述光点发光装置之间的角度误差；

其中：l为图像采集装置的工作距离；△x为水平旋转控制舵机与所述光点发光装置之间的装配距离；

垂直旋转控制舵机的旋转角度：

其中：β为所述图像采集装置的垂直可视角度，△θ为垂直旋转控制舵机与光点发光装置之间的角度误差；

其中：l为图像采集装置的工作距离；△y为垂直旋转控制舵机与光点发光装置之间的装配距离。

4.根据权利要求1或2上述的远程逗宠系统，其特征在于，所述显示输入装置还包括音频输入单元，该音频输入单元用于录制或/和导入音频，并将音频传递给音频播送单元，该音频播送单元置于宠物所在空间。

5.根据权利要求1或2上述的远程逗宠系统，其特征在于，还包括定时器，该定时器与显示输入装置或/和光点执行装置信号连接。

6.根据权利要求3上述的远程逗宠系统，其特征在于，所述图像采集装置为摄像头，α为摄像头的水平可视角度，β为摄像头的垂直可视角度，l为摄像头的工作距离。

7.根据权利要求1或2上述的远程逗宠系统，其特征在于，所述光点发光装置包括激光笔。

8.一种远程逗宠方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：图像采集装置采集宠物所在场景的目标图像；

S2：在显示输入装置上显示目标图像，用户通过显示输入装置在目标图像上进行操作输入，并获取输入操作的位置信息；

S3：控制处理装置对输入操作的位置信息进行处理并按照时间顺序生成位置坐标信息；

S4、控制处理装置控制光点执行装置按照时间顺序执行机械动作，并且，利用光点发光装置根据输入操作的位置信息触发光点进行逗宠。

9.根据权利要求8所述的远程逗宠方法，其特征在于：利用摄像头采集宠物所在场景的目标图像，利用激光笔发出光点。

10.根据权利要求8所述的远程逗宠方法，其特征在于：还包括在宠物所在空间播放音频。