CN108594865A - 一种控制机器人成像系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制机器人成像系统及方法，其中，方法包括以下步骤：人体感应器获取游戏者的人体图像信息，并根据人体图像获取图像深度信息后，将图像深度信息发送给控制模块；控制模块结合机器人矩阵信息和图像深度信息计算各旋转机器人的旋转角度信息，并将旋转角度信息对应发送到各旋转机器人的旋转底座；各旋转机器人根据旋转角度信息进行选旋转，从而在平面矩阵上呈现人体图像。本发明中人体感应器感应游戏者的人体图像后，发送信息给控制模块，控制模块控制多个带有色块的旋转机器人进行旋转，通过旋转机器人的不同色块组合呈现人体图像，达到了很好的人机互动效果，极大地提高了游戏者的游玩体验，可广泛应用于人机互动游戏领域。

Description

一种控制机器人成像系统及方法

技术领域

本发明涉及人机互动游戏领域，尤其涉及一种控制机器人成像系统及方法。

背景技术

现在大型游乐场中，有很多感应人体的人机互动的游戏，比如通过感应人体的忍者切瓜游戏，这些游戏都带有电子显示设备，比如显示屏或者投影仪，这些游戏通过显示设备可使游戏更加刺激和精彩，容易让游戏者沉迷于游戏，且年龄比较小的游戏者长时间观看显示屏，会影响游戏者的健康。在没有携带显示设备的人机互动游戏设备中，一般是控制模块控制机器人进行展示，无法与游戏者进行很好的互动，严重影响了游戏者的游玩体验。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种通过控制多个机器人成像人体图像的系统。

本发明的另一目的是提供一种通过控制多个机器人成像人体图像的方法。

本发明所采用的技术方案是：一种控制机器人成像系统，包括人体感应器、控制模块和多个旋转机器人，所述多个旋转机器人排列成一个平面矩阵，各所述旋转机器人均包括旋转底座和设置在旋转底座上的带有多种色块的外壳，所述控制模块分别与人体感应器以及各旋转底座连接；

所述人体感应器用于获取游戏者的人体图像信息，并根据人体图像获取图像深度信息后，将图像深度信息发送给控制模块；

所述控制模块用于结合机器人矩阵信息和图像深度信息计算各旋转机器人的旋转角度信息，并将旋转角度信息对应发送到各旋转机器人的旋转底座；

所述旋转底座用于根据旋转角度信息控制外壳进行选旋转。

进一步，所述旋转底座内设有电路板，所述电路板上设有处理器和用于控制外壳进行旋转的电机，所述处理器分别与电机和控制模块连接。

进一步，所述电路板上还设有无线通讯模块，所述控制模块通过无线通讯模块与处理器连接。

进一步，所述旋转底座上还设有三个滚轮，所述三个滚轮包括一个万向轮和两个主动轮，所述电路板还设有用于驱动主动轮的驱动装置，所述驱动装置与处理器连接。

进一步，所述外壳采用形状为企鹅的外壳，所述外壳正面的色块为白色色块，所述外壳后面的色块为黑色色块。

进一步，所述外壳采用形状为孔雀的外壳，所述外壳上设有两种以上色块。

进一步，所述旋转底座上设有连接杆，所述连接杆的一端与电机连接，所述连接杆的另一端与外壳连接。

本发明所采用的另一技术方案是：一种控制机器人成像方法，包括以下步骤：

S1、人体感应器获取游戏者的人体图像信息，并根据人体图像获取图像深度信息后，将图像深度信息发送给控制模块；

S2、控制模块结合机器人矩阵信息和图像深度信息计算各旋转机器人的旋转角度信息，并将旋转角度信息对应发送到各旋转机器人的旋转底座；

S3、各旋转机器人根据旋转角度信息进行选旋转，从而在平面矩阵上呈现人体图像。

进一步，所述步骤S2具体为：

控制模块判断图像深度信息是否为初始图像信息，并在判断为初始图像信息时，结合初始机器人矩阵信息和图像深度信息计算各旋转机器人的旋转角度信息，并将旋转角度信息对应发送到各旋转机器人的旋转底座；

所述初始机器人矩阵信息为使人体图像呈现在平面矩阵中部的机器人矩阵信息。

进一步，还包括以下步骤：

人体感应器获取游戏者的位移信息，并将位移信息发送至控制模块；

控制模块结合位移信息、机器人矩阵信息和图像深度信息计算各旋转机器人的旋转角度信息。

进一步，还包括以下步骤：

控制模块根据机器人矩阵信息和机器人的旋转角度信息判断平面矩阵边沿的机器人是否发生旋转，并在判断平面矩阵边沿的机器人旋转时，发送移动信息至各旋转机器人；

旋转机器人根据移动信息进行移动。

本发明的有益效果是：本发明中人体感应器感应游戏者的人体图像后，发送信息给控制模块，控制模块控制多个带有色块的旋转机器人进行旋转，通过旋转机器人的不同色块组合呈现人体图像，游戏者变换不同姿势后在平面矩阵上显示不同的图像，达到了很好的人机互动效果，极大地提高了游戏者的游玩体验。

附图说明

图1是本发明一种控制机器人成像系统的结构框图；

图2是旋转机器人中电路板的结构框图；

图3是具体实施例二中平面矩阵成像的示意图；

图4是旋转机器人的结构示意图；

图5是本发明一种控制机器人成像方法的步骤流程图。

具体实施方式

具体实施例一

如图1所示，一种控制机器人成像系统，包括人体感应器、控制模块和多个旋转机器人，所述多个旋转机器人排列成一个平面矩阵，各所述旋转机器人均包括旋转底座和设置在旋转底座上的带有多种色块的外壳，所述控制模块分别与人体感应器以及各旋转底座连接；

所述人体感应器用于获取游戏者的人体图像信息，并根据人体图像获取图像深度信息后，将图像深度信息发送给控制模块；

所述控制模块用于结合机器人矩阵信息和图像深度信息计算各旋转机器人的旋转角度信息，并将旋转角度信息对应发送到各旋转机器人的旋转底座；

所述旋转底座用于根据旋转角度信息控制外壳进行选旋转。

上述系统的工作原理为：游戏者进入感应区域，人体感应器感应到游戏者并获取人体图像信息后，将图像深度信息发送至控制模块，控制模块内存储了机器人矩阵信息，当接收到图像深度信息后，结合机器人矩阵信息和图像深度信息计算各旋转机器人的旋转角度信息，旋转机器人根据旋转角度信息进行旋转，从而在平面矩阵通过不同的色块组合呈现人体图像。比如，所述旋转机器人的外壳的正面设为白色，外壳的背面设为黑色，在机器人矩阵信息中，白色用“0”表示，黑色用“1”表示。游戏开始时，平面矩阵中，所有的机器人正面面对游戏者，机器人矩阵信息全部初始为0。人体感应器感应到人体后，将图像深度信息发送至控制模块，控制模块结合机器人矩阵信息和图像深度信息计算各旋转机器人的旋转角度信息，如果某一旋转机器人需要旋转至黑色背面，因为该旋转机器人只有白色和黑色两面，所有该机器人的旋转角度信息为180度。在机器人平面矩阵里，通过控制旋转机器人，从而使平面矩阵出现不同的色块，不同的色块组合成人体图像。游戏者更换不同的姿势，平面矩阵显示人体图像，达到了很好的人机互动效果，极大地提高了游戏者的游玩体验。其中，所述人体感应器采用Kinect传感器；旋转机器人1代表第一个旋转机器人，旋转机器人2代表第二个旋转机器人，旋转机器人n代表第n个旋转机器人。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述旋转底座内设有电路板，所述电路板上设有处理器和用于控制外壳进行旋转的电机，所述处理器分别与电机和控制模块连接。

控制模块将旋转角度信息发送至处理器，处理器根据旋转角度信息控制电机的工作状态，从而控制外壳旋转，呈现不同的色块。

进一步作为优选的实施方式，所述电路板上还设有无线通讯模块，所述控制模块通过无线通讯模块与处理器连接。

控制模块通过无线连接方式与各旋转机器人连接，避免过多的电线扰乱平面矩阵。

进一步作为优选的实施方式，所述旋转底座上还设有三个滚轮，所述三个滚轮包括一个万向轮和两个主动轮，所述电路板还设有用于驱动主动轮的驱动装置，所述驱动装置与处理器连接。

当游戏者在感应区内移动时，机器人平面矩阵内的人物图像也会在平面矩阵内移动，当人物图像移动到平面矩阵的边沿时，控制模块发送信息给旋转机器人的处理器，处理器控制旋转机器人移动，从而避免人物图像超出平面矩阵边沿，同时增加系统的动感，该平面矩阵能够跟随游戏者移动，增加优选者的乐趣。

进一步作为优选的实施方式，所述外壳采用形状为企鹅的外壳，所述外壳正面的色块为白色色块，所述外壳后面的色块为黑色色块。

将旋转机器人的外壳设计为企鹅形状，并且在机器人旋转时，通过声音播放模块发出企鹅的欢叫声，提高游戏者的游玩体验。

进一步作为优选的实施方式，所述外壳采用形状为孔雀的外壳，所述外壳上设有两种以上色块。

参照图4，进一步作为优选的实施方式，所述旋转底座上设有连接杆，所述连接杆的一端与电机连接，所述连接杆的另一端与外壳连接。所述旋转机器人的旋转底座2和外壳1通过连接杆3连接在一起，所述连接杆3与旋转底座内的电机连接，电机转动连接杆3，从而带动外壳1进行旋转。

具体实施例二

一种控制机器人成像系统，包括人体感应器、控制模块和多个旋转机器人，所述多个旋转机器人排列成一个平面矩阵，各所述旋转机器人均包括旋转底座和设置在旋转底座上的带有多种色块的外壳，所述控制模块分别与人体感应器以及各旋转底座连接；

所述人体感应器采用Kinect传感器；

所述人体感应器用于获取游戏者的人体图像信息，并根据人体图像获取图像深度信息后，将图像深度信息发送给控制模块；

所述控制模块用于结合机器人矩阵信息和图像深度信息计算各旋转机器人的旋转角度信息，并将旋转角度信息对应发送到各旋转机器人的旋转底座；

所述旋转底座用于根据旋转角度信息控制外壳进行选旋转；

所述外壳采用形状为企鹅的外壳，所述外壳正面的色块为白色色块，所述外壳后面的色块为黑色色块；

所述电路板上还设有无线通讯模块，所述控制模块通过无线通讯模块与处理器连接；

所述旋转底座上还设有三个滚轮，所述三个滚轮包括一个万向轮和两个主动轮，所述电路板还设有用于驱动主动轮的驱动装置，所述驱动装置与处理器连接。

上述系统的工作原理为：如图3所示，企鹅机器人排成一个平面矩阵，该矩阵可以为圆形，也可以为正方形矩形，在本实施例中，平面矩阵为正方形矩形。平面矩阵的初始状态为白色，即所有企鹅的正面面对游戏者，当Kinect传感器感应到人体的姿态后，获取图像深度信息发送给控制模块，控制模块计算出旋转角度信息后发送信息给各个企鹅机器人的处理器中，各处理器根据接收信息控制与之连接的电机工作，有些企鹅机器人旋转180度，显示黑色的背面，有些企鹅机器人没有旋转，显示白色的正面。在机器人平面矩阵上，通过企鹅机器人的白色正面和黑色背面成像出游戏者的姿态。如果游戏者的位置移动，则在矩阵平面上的图像位置也移动，比如游戏者保持大字姿态，并缓慢的向右边移动，在机器人平面矩阵内，首先出现一个大字人形图像，然后该图像缓慢的在平面矩阵内缓慢的向右移动。当游戏者移动到平面矩阵的边沿时，游戏者继续移动，则机器人的处理器会控制驱动装置工作，所有的机器人都往右边移动，从而保持人体姿态图案能够显示。在本实施例中，控制模块通过无线通讯模块与处理器连接，避免过多的线路连接造成场面混乱。控制模块通过控制多个机器人的旋转，在机器人平面矩阵中显示游戏者的动作姿态，游戏者变换不同姿势后在平面矩阵上显示不同的图像，达到了很好的人机互动效果，极大地提高了游戏者的游玩体验。

具体实施例三

一种控制机器人成像系统，包括人体感应器、控制模块和多个旋转机器人，所述多个旋转机器人排列成一个平面矩阵，各所述旋转机器人均包括旋转底座和设置在旋转底座上的带有多种色块的外壳，所述控制模块分别与人体感应器以及各旋转底座连接；

所述人体感应器采用Kinect传感器；

所述人体感应器用于获取游戏者的人体图像信息，并根据人体图像获取图像深度信息后，将图像深度信息发送给控制模块；

所述控制模块用于结合机器人矩阵信息和图像深度信息计算各旋转机器人的旋转角度信息，并将旋转角度信息对应发送到各旋转机器人的旋转底座；

所述旋转底座用于根据旋转角度信息控制外壳进行选旋转；

所述外壳采用形状为孔雀的外壳，所述外壳上设有两种以上色块。

所述电路板上还设有无线通讯模块，所述控制模块通过无线通讯模块与处理器连接；

所述旋转底座上还设有三个滚轮，所述三个滚轮包括一个万向轮和两个主动轮，所述电路板还设有用于驱动主动轮的驱动装置，所述驱动装置与处理器连接。

上述系统的工作原理为：所述孔雀机器人的外壳具有多种颜色，在本实施例中，孔雀机器人的外壳具有红、绿和蓝三种颜色，在机器人矩阵信息中，采用“0”代表红色，采用“1”代表绿色，采用“2”代表蓝色，各个色块之间的角度为120度，比如孔雀机器人的初始状态为红色，当接收到“1”信息时，顺时针旋转120度，当接收到“2”信息时，逆时针旋转120度。在本实施例中，孔雀机器人具有三种颜色，从而使图像更加炫丽，给游戏者更多的乐趣。

具体实施例四

如图5所述，一种控制机器人成像方法，包括以下步骤：

A1、人体感应器获取游戏者的人体图像信息，并根据人体图像获取图像深度信息后，将图像深度信息发送给控制模块。

A2、控制模块结合机器人矩阵信息和图像深度信息计算各旋转机器人的旋转角度信息，并将旋转角度信息对应发送到各旋转机器人的旋转底座。

其中，步骤A2具体为：

控制模块判断图像深度信息是否为初始图像信息，并在判断为初始图像信息时，结合初始机器人矩阵信息和图像深度信息计算各旋转机器人的旋转角度信息，并将旋转角度信息对应发送到各旋转机器人的旋转底座。所述初始机器人矩阵信息为使人体图像呈现在平面矩阵中部的机器人矩阵信息。

A3、各旋转机器人根据旋转角度信息进行选旋转，从而在平面矩阵上呈现人体图像。

A4、获取游戏者的位移信息。

其中，步骤A4包括步骤A41～A42：

A41、人体感应器获取游戏者的位移信息，并将位移信息发送至控制模块。

A42、控制模块结合位移信息、机器人矩阵信息和图像深度信息计算各旋转机器人的旋转角度信息。

A5、控制模块控制旋转机器人移动。

其中，步骤A5包括步骤A51～A52：

A51、控制模块根据机器人矩阵信息和机器人的旋转角度信息判断平面矩阵边沿的机器人是否发生旋转，并在判断平面矩阵边沿的机器人旋转时，发送移动信息至各旋转机器人。

A52、旋转机器人根据移动信息进行移动。

上述方法的工作原理为：游戏者进入感应区域，人体感应器感应到游戏者并获取人体图像信息后，将图像深度信息发送至控制模块，控制模块内存储了机器人矩阵信息，当接收到图像深度信息后，结合机器人矩阵信息和图像深度信息计算各旋转机器人的旋转角度信息，并将旋转角度信息发送至旋转机器人，旋转机器人根据旋转角度信息进行旋转，从而通过机器人不同色块组合在平面矩阵上呈现人体图像。为了充分利用平面矩阵，当游戏者进入人体感应器的感应区域时，人体感应器发送第一次图像深度信息给控制模块，控制模块结合初始机器人矩阵信息和图像深度信息计算各旋转机器人的旋转角度信息，使人体图像显示在平面矩阵的中间。游戏者变换不同姿势后在平面矩阵上显示不同的图像，达到了很好的人机互动效果。人体感应器获取游戏者的移动信息，如果游戏者往左边移动，在平面矩阵中的人体图像也往左边移动。当人体图像移动到平面矩阵的边沿时，控制模块控制平面矩阵内的所以旋转机器人往左边移动，避免人体图像“跑出”平面矩阵，给游戏者更好的体验效果。在旋转机器人或者移动时，声音播放模块还会播放欢快的呼叫声，提高人机互动效果，所述声音播放模块与控制模块连接。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种控制机器人成像系统，其特征在于，包括人体感应器、控制模块和多个旋转机器人，所述多个旋转机器人排列成一个平面矩阵，各所述旋转机器人均包括旋转底座和设置在旋转底座上的带有多种色块的外壳，所述控制模块分别与人体感应器以及各旋转底座连接；

所述人体感应器用于获取游戏者的人体图像信息，并根据人体图像获取图像深度信息后，将图像深度信息发送给控制模块；

所述控制模块用于结合机器人矩阵信息和图像深度信息计算各旋转机器人的旋转角度信息，并将旋转角度信息对应发送到各旋转机器人的旋转底座；

所述旋转底座用于根据旋转角度信息控制外壳进行选旋转。

2.根据权利要求1所述的一种控制机器人成像系统，其特征在于，所述旋转底座内设有电路板，所述电路板上设有处理器和用于控制外壳进行旋转的电机，所述处理器分别与电机和控制模块连接。

3.根据权利要求2所述的一种控制机器人成像系统，其特征在于，所述电路板上还设有无线通讯模块，所述控制模块通过无线通讯模块与处理器连接。

4.根据权利要求3所述的一种控制机器人成像系统，其特征在于，所述旋转底座上还设有三个滚轮，所述三个滚轮包括一个万向轮和两个主动轮，所述电路板还设有用于驱动主动轮的驱动装置，所述驱动装置与处理器连接。

5.根据权利要求4所述的一种控制机器人成像系统，其特征在于，所述外壳采用形状为企鹅的外壳，所述外壳正面的色块为白色色块，所述外壳后面的色块为黑色色块。

6.根据权利要求4所述的一种控制机器人成像系统，其特征在于，所述外壳采用形状为孔雀的外壳，所述外壳上设有两种以上色块。

7.一种控制机器人成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、人体感应器获取游戏者的人体图像信息，并根据人体图像获取图像深度信息后，将图像深度信息发送给控制模块；

S2、控制模块结合机器人矩阵信息和图像深度信息计算各旋转机器人的旋转角度信息，并将旋转角度信息对应发送到各旋转机器人的旋转底座；

S3、各旋转机器人根据旋转角度信息进行选旋转，从而在平面矩阵上呈现人体图像。

8.根据权利要求7所述的一种控制机器人成像方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：

控制模块判断图像深度信息是否为初始图像信息，并在判断为初始图像信息时，结合初始机器人矩阵信息和图像深度信息计算各旋转机器人的旋转角度信息，并将旋转角度信息对应发送到各旋转机器人的旋转底座；

所述初始机器人矩阵信息为使人体图像呈现在平面矩阵中部的机器人矩阵信息。

9.根据权利要求8所述的一种控制机器人成像方法，其特征在于，还包括以下步骤：

人体感应器获取游戏者的位移信息，并将位移信息发送至控制模块；

控制模块结合位移信息、机器人矩阵信息和图像深度信息计算各旋转机器人的旋转角度信息。

10.根据权利要求9所述的一种控制机器人成像方法，其特征在于，还包括以下步骤：

控制模块根据机器人矩阵信息和机器人的旋转角度信息判断平面矩阵边沿的机器人是否发生旋转，并在判断平面矩阵边沿的机器人旋转时，发送移动信息至各旋转机器人；

旋转机器人根据移动信息进行移动。