CN106066692A - 一种基于ar技术的交互式玩具及构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于AR技术的交互式玩具，包括待识别平面玩具体、扫描仪和预装有增强现实技术软件的计算机。扫描仪对待识别平面玩具体进行扫描，计算机对扫描得到的图形进行识别，形成相应三维动态影像显示在计算机增强现实技术软件支持下的虚拟现实环境中，并与操作者实现交互。整个过程既有涂色、扫描等动手过程，又有文字、声音、图像等信息交互，内容丰富，寓教于乐，充分发挥了孩子们的想象和创造能力，满足了孩子们的求知欲望和动手需要，是一种适合面较广的益智教育玩具。

Description

一种基于AR技术的交互式玩具及构建方法

技术领域

本发明涉及一种交互式玩具，特别涉及一种以AR技术为基础的交互式玩具及针对此玩具的构建方法，属于益智教育玩具领域。

背景技术

玩具是孩子成长的好伙伴，也是孩子探索世界的一种方式，不同的玩具可以锻炼孩子的不同感官，从而起到促进生长发育、使孩子健康成长的作用和效果。

玩具按功能分为：语音类玩具、科学类玩具、动作类玩具、操作类玩具、艺术类玩具和社会类玩具等。不同的玩具不仅可以调动孩子活动的积极性，使孩子的身心在活动中得到锻炼和成长，而且还可通过对玩具的任意摆弄、操纵和运用，满足孩子们的心里活动需要，提高活动的积极性。玩具不只是玩，是对孩子教育的一种形式，可以培养孩子们的良好性格，对思想品德教育、美育教育等都有良好帮助。

近年来，随着数字技术的发展，增强现实技术(AR)开始在各个行业中摸索应用。增强现实技术致力于将计算机生成的信息同真实世界中的场景结合起来，以达到直观、逼真和身临其境的效果，为更好的体验现实中的环境提供了非常大的帮助。其应用多集中在医疗和工程领域中。

本公司从事玩具设计、生产、销售20多年，在数字时代到来之际，将数字技术与传统玩具相结合，开发一款引人入胜的交互环境下的虚拟现实玩具，提高玩具的模拟效果和动画效果，丰富玩具内容和知识，就成为本发明想要解决的问题。

发明内容

鉴于上述现有情况，本发明旨在提供一种以增强现实技术为基础，结合相应的图片和文字，在设定的模拟环境中实现三维立体影像与用户间的交互、玩耍，以满足了孩子们的动手、动脑与益智开发需要，实现传统玩具与现代数字技术的有效结合。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种基于AR技术的交互式玩具，包括待识别平面玩具体、扫描仪和预装有增强现实技术软件的计算机；扫描仪连接在计算机上，扫描仪对待识别平面玩具体进行扫描；计算机对扫描得到的图形进行识别，形成相应三维动态影像显示在计算机增强现实技术软件支持下的虚拟现实环境中，并与操作者实现交互。

所述待识别平面玩具体为卡片类图片，所述卡片类图片上划分有名称区和图样区。

所述图样区留有涂色空间。

一种基于AR技术的交互式玩具的构建方法，具体步骤包括：

步骤1、将待识别平面玩具体放置在扫描仪上。

步骤2、启动计算机和扫描仪，通过计算机对扫描仪上的待识别平面玩具体进行扫描。

步骤3、通过计算机上预装的增强现实技术软件对扫描得到的图片进行识别，根据识别结果在计算机的虚拟现实环境中进行相应三维动态影像显示，并通过三维动态影像与操作者实现声音、文字以及运动过程的信息交互。

所述待识别平面玩具体的表面划分有名称区和图样区。步骤2中，通过操作计算机对扫描仪上待识别平面玩具体上的名称区和图样区分别进行扫描；步骤3中，通过计算机上预装的增强现实技术软件对扫描得到的图片进行识别的过程包括对名称区的名字识别和对图样区的图样识别。

所述待识别平面玩具体表面的图样区还留有涂色空间。步骤1、首先对待识别平面玩具体表面的图样区进行涂色，然后将待识别平面玩具体放置在扫描仪上；步骤3中，对扫描图片的识别还包括对图样区所涂颜色的识别以及将识别的颜色粘贴在相应的三维动态影像上进行显示。

所述待识别平面玩具体为卡片类图片。

本发明所述的一种基于AR技术的交互式玩具及构建方法，通过涂色以及对待识别平面玩具体进行两次扫描，在计算机的虚拟现实环境中识别并调用出相应的三维立体影像，形成与操作者间的文字、声音、图像交互，丰富了玩耍过程，提高了孩子们的想象和创造能力。其整体结构设计简单、操作方便、使用灵活，可根据需要在特定环境下任意创建和组合不同的三维影像，充分发挥了操作者的想象力，满足了孩子们的动手欲望，在虚拟环境中融入了现实事物，并在游戏中实现学习、思考和探索，寓教于乐，内容丰富，是一种适合面较广的益智教育玩具。

附图说明

图1为本发明所述一种基于AR技术的交互式玩具的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1对本发明所述的一种基于AR技术的交互式玩具做进一步的描述：

本发明所述的一种基于AR技术的交互式玩具，包括待识别平面玩具体2、扫描仪1和预装有增强现实技术软件的计算机3。其中，待识别平面玩具体2为卡片类图片，卡片类图片上划分有名称区和图样区，名称区写着图样区所绘图样的名称，图样区除绘制有名称图样的轮廓外，在轮廓内还留有涂色空间。涂色过程可以提高孩子们的动手和想象能力。扫描仪1连接在计算机3上，扫描仪1负责对卡片类图片进行扫描，计算机3负责对扫描得到的图形进行识别。其中，对图形内容识别后，系统将识别内容转化为字符信息，与内置的数据库进行匹配，匹配完成，将数据库中相符字符属性标签的信息传送到系统模型构建库中。系统模型构建库负责根据字符信息编号调取出相应的基础三维模型，这时，系统缓存中将刚才识别的卡片颜色信息进行处理，将颜色信息赋予到调取出来的三维模型表面，以此完成一次经过图形识别后匹配调取与颜色赋予的完整过程。将重新配色完成的三维模型装载动作与智能运动方式，置入到显示影像区域的虚拟现实环境中，与操作者完成互动过程，实现了益智和游戏的目的。

上述一种基于AR技术的交互式玩具的构建方法，具体步骤包括：

步骤1、对卡片类图片的图样区进行涂色。

涂色过程既能锻炼孩子的动手能力，又能展示出孩子的想象空间，形成孩子想要的画面，提高孩子的玩耍乐趣。

步骤2、将涂色后的卡片类图片放置在扫描仪上。

步骤3、启动计算机和扫描仪，通过计算机对扫描仪上卡片类图片的名称区和图样区分别进行扫描；

步骤4、通过计算机上预装的增强现实技术软件对扫描得到的两个区域图片进行相应地名字识别和图样识别，以及在图样识别中对所涂颜色进行甄别，根据甄别结果在计算机中构建的虚拟现实环境中进行相应贴色后的三维动态影像显示，并通过三维动态影像与操作者实现声音、文字以及运动过程的信息交互。

由于预装的增强现实技术软件具有强大的识别功能，可准确识别出扫描图片的名称以及所对应的图形，使得构建的三维影像可以准确的被调用，形成特定环境下的三维动态影像显示，最后，通过相应的图文、音响配合，实现孩子们在虚拟环境下与自己亲手搭建的三维动态影像间的互动和学习，丰富了玩耍过程，提升了孩子们的创造和想象空间。

本文上述描述的具体实施方式，仅仅是对本发明做的一个举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施方式做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围，其都应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于AR技术的交互式玩具，其特征在于，包括待识别平面玩具体、扫描仪和预装有增强现实技术软件的计算机；所述扫描仪连接在计算机上，扫描仪对待识别平面玩具体进行扫描；所述计算机对扫描得到的图形进行识别，形成相应三维动态影像显示在计算机增强现实技术软件支持下的虚拟现实环境中，并与操作者实现交互。

2.根据权利要求1所述的一种基于AR技术的交互式玩具，其特征在于，所述待识别平面玩具体为卡片类图片，所述卡片类图片上划分有名称区和图样区。

3.根据权利要求2所述的一种基于AR技术的交互式玩具，其特征在于，所述图样区留有涂色空间。

4.一种根据权利要求1至3中任一所述的一种基于AR技术的交互式玩具的构建方法，其特征在于，具体步骤包括：

步骤1、将待识别平面玩具体放置在扫描仪上；

步骤2、启动计算机和扫描仪，通过计算机对扫描仪上的待识别平面玩具体进行扫描；

步骤3、通过计算机上预装的增强现实技术软件对扫描得到的图片进行识别，根据识别结果在计算机的虚拟现实环境中进行相应三维动态影像显示，并通过三维动态影像与操作者实现声音、文字以及运动过程的信息交互。

5.根据权利要求4所述的一种基于AR技术的交互式玩具的构建方法，其特征在于，所述待识别平面玩具体的表面划分有名称区和图样区；

所述步骤2中，通过操作计算机对扫描仪上待识别平面玩具体上的名称区和图样区分别进行扫描；所述步骤3中，通过计算机上预装的增强现实技术软件对扫描得到的图片进行识别的过程包括对名称区的名字识别和对图样区的图样识别。

6.根据权利要求5所述的一种基于AR技术的交互式玩具的构建方法，其特征在于，所述待识别平面玩具体表面的图样区还留有涂色空间；

所述步骤1、首先对待识别平面玩具体表面的图样区进行涂色，然后将待识别平面玩具体放置在扫描仪上；

所述步骤3中，对扫描图片的识别还包括对图样区所涂颜色的识别以及将识别的颜色粘贴在相应的三维动态影像上进行显示。

7.根据权利要求4、5或6所述的一种基于AR技术的交互式玩具的构建方法，其特征在于，所述待识别平面玩具体为卡片类图片。