CN110442745B - 一种用于物体表面拼图的模块系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于物体表面拼图的模块系统，至少包括：表面拼图模块，由外表面部、内表面部、方向标识、ID编码及连接锁紧部构成；编码模块，用于扫描、查询、显示、存储表面拼图模块上的ID编码的拼图数据；拼图数据包括表面拼图模块的属性信息、拼图信息和/或定位信息；中央数据库，用于存储表面拼图模块的ID编码的拼图数据；通过编码模块能够查询表面拼图模块上的ID编码在中央数据库中的拼图数据来确定该表面拼图模块的拼图信息和/或定位信息，或者，通过编码模块能够存储表面拼图模块上的ID编码在中央数据库中的拼图数据来修改该表面拼图模块的拼图信息和/或定位信息。

Description

一种用于物体表面拼图的模块系统

技术领域

本发明属于物联网技术领域，尤其涉及一种用于物体表面拼图的模块系统。

背景技术

拼接式积木是将同一类型或不同类型的几何积木通过拼接来模拟实物的玩具。拼接式积木在拼接状态下具有一定的拓扑结构，拓扑结构包括各个积木的积木类型和各个积木之间的拼接方式。在对积木系统的拓扑结构进行识别时，相关技术采用图像识别方式。具体来讲，当用户使用移动终端对已拼接好的积木系统进行拓扑识别时，用户通过移动终端上的摄像头对该积木系统进行拍摄，由移动终端对拍摄到的积木图像进行图像识别，识别出该积木系统的拓扑结构。上述技术中，对拍摄环境的要求较高，在拍摄距离、拍摄角度、拍摄光线等因素被干扰时，移动终端拍摄到的积木图像无法顺利进行图像识别，导致通过图像识别方式来识别积木系统的拓扑结构的稳定性较差；并且，对于拼接结构较为复杂的积木系统，通常存在位于中间部分且被遮挡的积木，摄像头可能无法拍摄到这些积木，使得终端无法正确分析出该积木系统的拓扑结构，导致通过图像识别方式来识别积木系统的拓扑结构的准确性较低。例如，公开号为CN106924977A的专利文献公开了一种积木系统、拓扑识别方法、装置及系统，该积木系统包括：根积木和至少一个单元积木；根积木包括m个拼接面，每个拼接面上设置有一组触点；根积木还设置有第一芯片，第一芯片与根积木的每个拼接面上的触点电性相连，第一芯片上还设置有通信组件；单元积木包括n个拼接面，每个拼接面上设置有一组触点；单元积木还设置有第二芯片，第二芯片与单元积木的每个拼接面上的触点电性相连。该发明的积木系统通过内置的第一芯片或第二芯片实现该积木系统的拓扑识别，终端无需使用摄像头就能够准确和稳定地识别出积木系统的拓扑结构。但是该积木系统中每一个积木的位置和朝向均进行了限定，使得用户必须按照既定设定放置积木，其阻碍了用户的自创性，不能充分培养用户的发散性思维，并且不能够再现用户的自创过程。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

如本文所用的词语“模块”描述任一种硬件、软件或软硬件组合，其能够执行与“模块”相关联的功能。

针对现有技术之不足，本发明提供一种用于物体表面拼图的模块系统，至少包括：表面拼图模块，由外表面部、内表面部、方向标识、ID编码及连接锁紧部构成；编码模块，用于扫描、查询、显示、存储表面拼图模块上的ID编码的拼图数据；所述拼图数据至少包括表面拼图模块的属性信息、拼图信息和/或定位信息；中央数据库，用于存储表面拼图模块的ID编码的拼图数据，通过编码模块能够查询表面拼图模块上的ID编码在中央数据库中的拼图数据来确定该表面拼图模块的拼图信息和/或定位信息，或者通过编码模块能够存储表面拼图模块上的ID编码在中央数据库中的拼图数据来修改该表面拼图模块的拼图信息和/或定位信息。

根据一种优选实施方式，通过编码模块存储表面拼图模块上的ID编码在中央数据库中的拼图数据来修改该表面拼图模块的拼图信息和/或定位信息至少包括如下步骤：在若干个表面拼图模块通过彼此拼接的方式构成平面图形时，完成所述平面图形的均匀分割以获取若干个第一坐标块；构建平面直角坐标系，将构成的平面图形放置于构建的平面直角坐标系中，使得平面图形中的一个表面拼图模块能够位于平面直角坐标系的坐标原点；基于所述第一坐标块获取第一定位信息，基于所述平面图形获取第一拼图信息，其中，基于所述第一定位信息更新所述定位信息，并且基于所述第一拼图信息更新所述拼图信息。

根据一种优选实施方式，通过编码模块存储表面拼图模块上的ID编码在中央数据库中的拼图数据来修改该表面拼图模块的拼图信息和/或定位信息至少包括如下步骤：在若干个表面拼图模块通过彼此拼接的方式构成所述立体表面时，完成所述立体表面的均匀分割以获取若干个第二坐标块；构建空间直角坐标系，将构成的立体表面放置于构建的空间直角坐标系中，使得立体表面中的一个表面拼图模块位于空间直角坐标系的坐标原点；基于所述第二坐标块获取第二定位信息，基于所述立体表面获取第二拼图信息，其中，基于所述第二定位信息更新所述定位信息，并且基于所述第二拼图信息更新所述拼图信息。

根据一种优选实施方式，用于构建所述平面图形或所述立体表面的所述若干个表面拼图模块各自的所述拼图信息能够彼此不同，所述第一定位信息、所述第二定位信息、所述第一拼图信息和所述第二拼图信息均能够存储至所述中央数据库。

根据一种优选实施方式，所述表面图形或所述立体表面的构建至少包括如下步骤：基于所述拼图信息搭建用于承载表面拼图模块的第一物质模块结构；按照随机逐个拾取或同时多个拾取的方式拾取所述表面拼图模块并获取其ID编码，基于所述ID编码在中央数据库中查询获取其对应的定位信息，基于所述定位信息将该表面拼图模块安装至第一物质模块结构上。

根据一种优选实施方式，所述表面图形或所述立体表面的构建至少包括如下步骤：基于用户的需求构建用于承载表面拼图模块的第二物质模块结构；有选择性地或者随机地拾取至少一个表面拼图模块，并按照有选择性的或者随机的方式将该至少一个表面拼图模块放置在所述第二物质模块结构上；在将所有表面拼图模块放置在所述第二物质模块结构的情况下，基于所述编码模块获取每一个表面拼图模块当前状态下的第一定位信息或第二定位信息。

根据一种优选实施方式，所述表面拼图模块具有至少一个设置有图案的外表面部，使得若干个所述外表面部彼此拼接后能够构成所述平面图形或所述立体表面；所述表面拼图模块还具有至少一个与所述外表面部对应的内表面部，所述ID编码能够设置于所述内表面部上以实现不同表面拼图模块之间的识别区分。

本发明还提供一种定位信息的编码方法，所述编码方法至少包括如下步骤：存储表面拼图模块上的ID编码在中央数据库中的拼图数据来修改该表面拼图模块的拼图信息和/或定位信息，其中：在若干个表面拼图模块通过彼此拼接的方式构成平面图形时，完成所述平面图形的均匀分割以获取若干个第一坐标块；构建平面直角坐标系，将构成的平面图形放置于构建的平面直角坐标系中，使得平面图形中的一个表面拼图模块能够位于平面直角坐标系的坐标原点；基于所述第一坐标块获取第一定位信息，基于所述平面图形获取第一拼图信息，其中，基于所述第一定位信息更新所述定位信息，并且基于所述第一拼图信息更新所述拼图信息。

根据一种优选实施方式，所述编码方法还包括如下步骤：在若干个表面拼图模块通过彼此拼接的方式构成所述立体表面时，完成所述立体表面的均匀分割以获取若干个第二坐标块；构建空间直角坐标系，将构成的立体表面放置于构建的空间直角坐标系中，使得立体表面中的一个表面拼图模块位于空间直角坐标系的坐标原点；基于所述第二坐标块获取第二定位信息，基于所述立体表面获取第二拼图信息，其中，基于所述第二定位信息更新所述定位信息，并且基于所述第二拼图信息更新所述拼图信息。

根据一种优选实施方式，所述编码方法还包括如下步骤：基于所述均匀分割获取所述若干个第一坐标块或所述若干个第二坐标块；构建极坐标系或球坐标系，将构建的平面图形放置于所述极坐标系中，或者将构建的立体表面放置于所述球坐标系中；基于所述第一坐标块获取第一定位信息，基于所述平面图形获取第一拼图信息，或者基于所述第二坐标块获取第二定位信息，基于所述立体表面获取第二拼图信息。

本发明的有益技术效果：

(1)对海量表面拼图模块进行编码后，用户可以利用ID编码和定位信息将打乱的表面拼图模块快速重新恢复。

(2)ID编码和定位信息可以对表面拼图模块随机性、创造性、艺术性、逻辑性的安装过程进行记录并复制再现。

附图说明

图1是本发明优选的模块系统的模块化连接关系示意图；

图2是本发明优选的表面拼图模块的截面示意图；

图3是本发明优选的方向标识在平面直角坐标系下的设置方式示意图；

图4是本发明优选的方向标识在空间直角坐标系下的设置方式示意图；和

图5是本发明优选的表面拼图模块的俯视图。

附图标记列表

1：表面拼图模块 2：编码模块 3：中央数据库

4：物质模块结构 α：倾斜角度 6：本体

7：连接锁紧部 1a：外表面部 1b：内表面部

6a：第一表面 6b：第二表面

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

实施例1

如图1所示，本发明提供一种用于物体表面拼图的模块系统，至少包括表面拼图模块1、编码模块2和中央数据库3。表面拼图模块1用于贴附在物质模块结构4的外表面上，从而对其形成全面覆盖。例如，用于物质模块结构4可以是公开号为CN107441733A的专利文献所公开的用于构建物体的模块系统，通过该用于构建物体的模块系统可以构建第一物质模块结构或第二物质模块结构，进而使得表面拼图模块1能够贴附在其外表面上。本发明的表面拼图模块1优选为与公开号为CN107441733A的专利文献所公开的用于构建物体的模块系统进行配套使用。每一个表面拼图模块1均配置有能够被编码模块2识别或修改的拼图数据，从而根据拼图数据能够对不同的表面拼图模块1进行区分。中央数据库3用于对海量的拼图数据进行存储和管理。例如，中央数据库3能够根据用户、时间等基本参数对拼图数据进行分类存储，进而便于管理。编码模块2能够用于扫描、查询、显示或存储表面拼图模块1上的ID编码的拼图数据。例如，编码模块2能够与中央数据库3进行通信连接，进而实现对中央数据库3的数据访问。同时，编码模块2能够将其访问获取的拼图数据进行修改，并将修改后的拼图数据传输至中央数据库3中以进行再次存储。

优选的，如图2所示，表面拼图模块1上可以具有ID编码。例如，表面拼图模块1可以具有内表面部1b。内表面部1b可以是本体6的第一表面6a。每一个表面拼图模块的ID编码唯一且彼此不同，进而可以通过ID编码对表面拼图模块1进行初步识别区分。例如，当需要5个表面拼图模块完成一个表面图形的拼接时，ID编码能够通过“1#”“2#”“3#”“4#”和“5#”来表示。ID编码包括但不限于文字码、数字码、条形码、二维码和像素码，进而可以通过印刷、打印、雕刻或喷涂的方式设置在内表面部1b上。或者，ID编码通过存储于射频芯片等实体存储介质的方式设置于内表面部1b上。每一个ID编码均对应至少一个拼图数据。拼图数据存储于中央数据库3中。通过编码模块2的扫描能够首先获取表面拼图模块1的ID编码，随后编码模块2能够根据得到的ID编码调取其相应的拼图数据。优选的，如图2和图5所示，表面拼图模块1至少具有外表面部1a。外表面部1a用于装饰。具体的，如图2所示，表面拼图模块1至少包括本体6和连接锁紧部7。本体6呈板状，其形状包括但不限于矩形、正方形和圆形。连接锁紧部7的形状由中空状的圆柱体限定，连接锁紧部7设置在本体6的第一表面6a上。外表面部1a是指本体6的与第一表面6a相对的第二表面6b。在与公开号为CN107441733A的专利文献所公开的用于构建物体的模块系统进行配套使用时，通过将连接锁紧部7嵌入中心空缺部中便能够实现两者连接。外表面部1a上可以设置图案以对其进行装饰，或者多个外表面部1a彼此拼接后能够共同构成平面图形。外表面部1a上设置的图案包括但不限于文字图案、字母图案、数字图案、符合图案、标识图案、色彩图案、文理图案和像素图案，进而通过多种图案形式能够满足于不同的使用场景，能够提高其应用范围。

优选的，外表面部1a的材质也可以进行多样化设计。即外表面部1a的材质能够包括但不限于塑料、木头、金属、玻璃和矿物质。

优选的，外表面部1a的形状可以由规则形状或不规则形状进行限定。规则形状包括但不限于楔形、金字塔形、梯形、星形和锥形。不规则形状包括但不限于曲面形、毛发形、褶皱形和波浪形。

优选的，拼图数据至少包括属性信息、拼图数据和定位信息。属性信息用于表征表面拼图模块1的例如是材料特征、颜色特征等属性性质，其始终保持不变。例如，属性信息可以由“蓝色，塑料”表示。

优选的，拼图数据是表面拼图模块1在实际应用后所形成的更为具体的能够区分彼此的细节数据。例如，拼图数据可以包括在出厂状态下，生产厂家用于定义表面拼图模块用途的数据信息。例如，为了进一步对每一个表面拼图模块1进行区分，可以为表面拼图模块1拼接后构成的整套平面图形或整套立体表面指定唯一的名称信息。立体表面的名称信息可以是玩具车、板凳、书桌等，进而能够避免属于“玩具车”的表面拼图模块与属于“板凳”的表面拼图模块混合后无法快速区分的问题。拼图数据还可以包括整套平面图形或整套立体表面所对应的表面拼图模块的总数量数据、材质类型数据、外表面图形信息内容、生产时间、生产厂家和设计者等详细信息。进而通过拼图数据能够对表面拼图模块1的详细信息进行示出，使得用户能够更快速的区分不同的表面拼图模块1。

优选的，定位信息用于表征某个表面拼图模块1在拼接形成的表面图形或立体表面中的位置，即通过定位信息能够确认某个表面拼图模块1的具体放置位置，进而能够达到缩短拼接时间的目的。定位信息至少包括坐标数据和方向标识。在对拼接构成平面图形构建平面直角坐标系的情况下，坐标数据可以是指表面拼图模块1在该平面直角坐标系中所对应的二维坐标(x，y)。在对拼接构成的立体表面构建空间直角坐标系的情况下，坐标数据可以是指表面拼图模块1在该空间直角坐标系中所对应的三维坐标(x，y，z)。通过坐标数据能够确定表面拼图模块1的具体位置。当表面拼图模块1的外表面部1a上设置有图案时，每一个表面拼图模块1根据坐标数据放置在指定位置后，可以通过方向标识对其朝向进行调整以使得图案能够彼此拼接。即方向标识是用于确定表面拼图模块1的朝向的坐标参数。表面拼图模块1的朝向是指与外表面部1a垂直的至少一个侧面的朝向。在表面拼图模块1位于平面直角坐标系下时，通过一个方向标识即可完成表面拼图模块1朝向的确定。例如，如图3所示，方向标识在平面直角坐标系下可以通过四个向量(0，1)、(0，-1)、(1，0)和(-1，0)表示，其中向量(0，1)表示朝向为y轴的正方向，向量(0，-1)表示朝向为y轴的负方向，向量(1，0)表示朝向为x轴的正方向，向量(-1，0)表示朝向为x轴的负方向。优选的，在对拼接构成的平面图形构建极坐标系的情况下，坐标数据可以是指表面拼图模块1在该极坐标系中所对应的极坐标(ρ，θ)。

优选的，在表面拼图模块1位于空间直角坐标系下时，通过第一方向标识和第二方向标识即可完成表面拼图模块1朝向的确定。例如，当六个表面拼图模块1固定在用于构建物体的模块系统上形成立体表面时，首先将该立方表面看作一个整体以确定其在空间直角坐标系下的坐标(x，y，z)，进而该6个表面拼图模块1各自的坐标数据均为(x，y，z)。第一方向标识在空间直角坐标系下可以通过六个向量(0，0，1)、(0，0，-1)、(0，1，0)、(0，-1，0)、(1，0，0)和(-1，0，0)表示，其中向量(0，0，1)表示朝向为z轴的正方向，向量(0，0，-1)表示朝向为z轴的负方向，向量(0，1，0)表示朝向为y轴的正方向，向量(0，-1，0)表示朝向为y轴的负方向，向量(1，0，0)表示朝向为x轴的正方向，向量(-1，0，0)表示朝向为x轴的负方向。通过该六个向量可以初步明确表面拼图模块1设置在立体表面的哪个表面上。第二方向标识在空间直角坐标系下可以通过四个方向向量(0，1)、(0，-1)、(1，0)和(-1，0)表示，其中，(0，1)、(0，-1)、(1，0)和(-1，0)代表的是在空间直角坐标系的XY平面、XZ平面或YZ平面的朝向。进而通过该四个向量能够明确表面拼图模块的朝向。优选的，在对拼接构成的立体表面构建球坐标系的情况下，坐标数据可以是指表面拼图模块1在该球坐标系中所对应的球坐标(r，θ，φ)。

实施例2

本实施例是对实施例1的进一步改进，重复的内容不再赘述。

优选的，通过编码模块2能够查询表面拼图模块1上的ID编码在中央数据库3中的拼图数据来确定该表面拼图模块1的拼图信息和/或定位信息，或者，通过编码模块2能够存储表面拼图模块1上的ID编码在中央数据库3中的拼图数据来修改该表面拼图模块1的拼图信息和/或定位信息。具体的，每一个表面拼图模块1在出厂时，生产厂家会为其赋予初始的拼图信息和定位信息。例如，生产厂家会通过初始的拼图信息限定某一个表面拼图模块1用于拼接板凳，则初始的拼图信息能够用于确定该表面拼图模块1在板凳中的具体位置。该初始的拼图信息和定位信息能够通过生产厂家上传录入的方式存储至中央数据库3中，进而使得所有表面拼图模块1的用户均能够通过编码模块2对中央数据库3进行访问以调用该初始的拼图信息和定位信息。最终，用户在拼接板凳的过程中，能够根据获取的拼图信息和定位信息进行快速拼接。

优选的，用于构建平面图形或立体表面的若干个表面拼图模块1各自的拼图信息能够彼此不同。第一定位信息、第二定位信息、第一属性信息和第二属性信息均能够存储至中央数据库3。具体的，表面拼图模块1配置为能够进行交叉使用的方式，以增大其普适性。例如，用于拼接板凳的若干个表面拼图模块中有部分能够用于拼接例如是桌子或椅子。同理，用户为了完成A图形的拼接，可以从用于B图形、C图形、D图形等多个表面拼图模块1中选择一部分以完成A图形的拼接，进而实现用户的自主创造过程。表面拼图模块1在交叉使用以完成不同图形的拼接后，其拼图信息和/或定位信息会产生变化，此时，用户能够通过编码模块2对其拼图信息和/或定位信息进行修改，并将修改后的拼图信息和/或定位信息存储至中央数据库3中。通过对拼图信息和/或定位信息的修改能够将用户通过自创后形成的图形的状态进行保存，进而能够便于用户对其进行复制。

优选的，本发明还提供一种定位信息的编码方法，编码方法至少包括如下步骤：

S1：在若干个表面拼图模块1通过彼此拼接的方式构成平面图形时，完成平面图形的均匀分割以得到若干个第一坐标块，构建平面直角坐标系，将构成的平面图形放置于构建的平面直角坐标系中，使得平面图形中的一个表面拼图模块1位于平面直角坐标系的坐标原点。

例如，当平面图形的形状由正方形或矩形限定时，平面图形的四个顶点所对应的其中一个表面拼图模块1可以作为平面直角坐标系的坐标原点。优选的，平面图形也可以按照如下方式放置于平面直角坐标系中：一、平面图形放置于第一象限、第二象限、第三象限和第四象限中的一个中。二、平面图形同时放置于第一象限、第二象限、第三象限和第四象限中的两个中。三、平面图形同时放置于第一象限、第二象限、第三象限和第四象限中。即平面直角坐标系的坐标原点能够不与平面图形四个顶点中的一个重合。

优选的，平面图形的均匀分割是指以表面拼图模块1为最小分割单位对平面图形进行分割。例如，当表面拼图模块1是长度和宽度均为“1”的正方形块体时，则可以将平面图形分割为若干个面积为“1*1”的第一坐标块。当表面拼图模块1是长度为“1”且宽度为“2”的矩形块体时，则可以将平面图形分割为若干个面积为“1*2”的第一坐标块。即每一个第一坐标块均代表一个表面拼图模块1。

S2：在若干个表面拼图模块1通过彼此拼接的方式构成立体表面时，完成立体表面的均匀分割以得到若干个第二坐标块，构建空间直角坐标系，将构成的立体表面放置于构建的空间直角坐标系中，使得立体表面中的一个表面拼图模块1位于空间直角坐标系的坐标原点。

具体的，空间直角坐标系具有8个象限。立体表面可以按照如下方式放置于空间直角坐标系中以使得一个表面拼图模块1位于空间直角坐标系的坐标原点：一、立体表面仅放置于8个象限中的一个中。二、立体表面放置于8个象限中的至少两个中。

优选的，立体表面的均匀分割是指以表面拼图模块1为最小分割单位对立体表面进行分割。例如，当立体表面是长度、宽度和高度均为“1”的正方体块体时，则可以将立体表面均匀分割为若干个体积均为“1*1*1”的第二坐标块，使得每一个第二坐标块均能代表一个表面拼图模块1。

S3：构建极坐标系或球坐标系，将构建的平面图形放置于极坐标系中以使得该平面图形的一个表面拼图模块能够位于极坐标系的坐标原点。或者将构建的立体表面放置于球坐标系中以使得该立体表面的一个表面拼图模块能够位于球坐标系的坐标原点。

S4：基于均匀分割后得到的第一坐标块获取第一定位信息，基于构成的平面图形获取第一属性信息。或者，基于均匀分割后得到的第二坐标块获取第二定位信息，基于构建的立体表面获取第二属性信息。定位信息能够被第一定位信息或第二定位信息所更新。定位信息能够被第一属性信息或第二属性信息所更新。通过第一定位信息、第二定位信息、第一属性信息和第二属性信息能够对用户自创的平面图形或立体表面的状态进行保存，便于用户进行复制构建。

实施例3

本实施例是对前述实施例的进一步改进，重复的内容不再赘述。

优选的，编码方法还包括如下步骤：

A1：基于若干个表面拼图模块1按照拼接方式构成的第一表面图形或第一立体表面以获取第一坐标数据和第一方向标识，在第一表面图形通过重新拼接的方式构成第二表面图形，或者第一立体表面通过重新拼接的方式构成第二立体表面的情况下，按照对所述第二表面图形或所述第二立体表面进行均匀分割的方式获取第二坐标数据和第二方向标识。

具体的，第一表面图形和第一立体表面可以指生产厂家为其指定的定位信息所对应表面图形或立体表面。例如，生产厂家在生产表面拼图模块1时，生产厂家可以将该表面拼图模块1指定用于拼接构成板凳、椅子等表面图形或立体图形。进而可以通过对板凳或椅子进行均匀分割以获取第一坐标数据和第一方向标识。即第一坐标数据和第一方向标识是由生产厂家在出厂时进行预设的。

优选的，第二表面图形和第二立体表面可以指用户通过表面拼图模块1进行自创后完成的不同于第一表面图形和第一立体表面的其他表面图形或立体表面。例如，用户可以将指定的用于构建板凳的表面拼图模块1用于用户自创的例如是桌子等其他表面图形或立体表面的构建过程中，进而通过对桌子的均匀分割便可以获取第二坐标数据和第二方向标识。由于桌子和板凳的形态差异，使得第一坐标数据与第二坐标数据以及第一方向标识与第二方向标识之间均存在差异。

A2：基于第二坐标数据与第一坐标数据的对比以及第二方向标识与第一方向标识的对比获取第一表面图形或第一立体表面的形态变化过程。

具体的，通过将表面拼图模块1进行位置或朝向的改变便能够使得其完成若干个不同表面图形或立体表面的构建。例如，对于板凳而言，表面拼图模块在板凳中的第一坐标数据可以是(x₁，y₁，z₁)，第一方向标识可以是(a₁，b₁，c₁)。当由板凳切换为桌子时，该表面拼图模块的第二坐标数据可以是(x₂，y₂，z₂)，第二方向标识可以是(a₂，b₂，c₂)。通过第一坐标数据与第二坐标数据的对比可以获取该表面拼图模块的移动轨迹。通过第一方向标识和第二方向标识的对比可以获取该表面拼图模块的位置改变或朝向改变，进而能够确定在由板凳转变为桌子时所对应的形态变化过程。

通过获取形态变化过程至少能够达到如下技术效果：现有技术中的积木系统，在用户使用时，其能够根据既定设定识别用户是否将积木放置在正确的位置，并且当位置放置错误时，能够进行纠正报警。即其将不同积木系统中每一个积木的位置和朝向均进行了限定，使得用户必须按照既定设定放置积木，其阻碍了用户的自创性，不能充分培养用户的发散性思维。本发明能够基于预设的ID编码和定位信息对用户完成第一表面图形或第一立体表面进行检测，能够快速判断第一表面图形或第一立体表面的完成正确性。同时，当用户基于第一表面图形完成第二表面图形的拼接，或者基于第一立体物品完成第二立体物品的拼接时，其能够记录其对应的形态变化过程，通过形态变化过程能够便于用户重现其自创过程，使得用户能够快速准确地将第二表面图形或第二立体物品重新拼接。即通过ID编码和定位信息可以对表面拼图模块随机性、创造性、艺术性、逻辑性的安装过程进行记录并复制再现。

实施例4

本实施例是对前述实施例的进一步改进，重复的内容不再赘述。

优选的，本发明还提供一种表面拼图模块的使用方法，使用方法至少包括如下步骤：

B1：构建用于承载表面拼图模块1的物质模块结构4。具体包括如下步骤：

B10：基于拼图信息搭建用于承载表面拼图模块1的第一物质模块结构。

具体的，当拼图信息是板凳时，第一物质模块结构可以构造成板凳的形态。

B11：基于用户的需求构建用于承载表面拼图模块1的第二物质模块结构。

具体的，表面拼图模块1可以由生产厂家指定用于构建板凳，此时第一物质模块结构的形状由板凳限定。用户基于其自身需求可以将该表面拼图模块1用于构建例如是桌子等不同于板凳的其他立体物体，此时第二物质模块结构的形状由桌子限定。或者，用户可以基于其自身需求，挑选拼图信息彼此不同的若干个表面拼图模块以构建其需要构建的其他立体物体。

B2：按照随机逐个拾取或同时多个拾取的方式拾取表面拼图模块1并获取其ID编码，基于ID编码在中央数据库3中查询获取其对应的定位信息，基于定位信息将表面拼图模块安装至第一物质模块结构上。

具体的，在出厂状态下，构成例如是桌子、板凳的表面图形或立体表面可能一共需要n个表面拼图模块1。当只有一个用户执行表面拼图模块1的拼接工作时，用户一次随机拿取一个表面拼图模块1并通过编码模块2读取其ID编码。编码模块2能够将其读取的ID编码传输至中央数据库3中，使得中央数据库3能够基于ID编码获取该表面拼图模块1的定位信息并进行显示，最后使得用户能够根据定位信息将该表面拼图模块1安装在物质块结构的对应位置上。重复上述过程，直至用户将n个表面拼图模块1均安装在第一物质模块结构上即可表面拼图模块1的拼接工作。优选的，表面拼图模块1的拼接工作可以通过至少两个用户同步执行以缩短完成时间，进而通过至少两个用户可以同时拾取多个表面拼图模块1。

优选的，可以配置具有编码模块的至少一个机械手以通过机械手自动完成表面拼图模块1的抓取，并且在机械手上的编码模块对表面拼图模块进行扫描以获取其拼图数据后，机械手能够实现表面图形或立体表面的自动化拼接或拆装。

B3：有选择性地或者随机地拾取至少一个表面拼图模块，并按照有选择性的或者随机的方式将该至少一个表面拼图模块放置在第二物质模块结构上。

具体的，用户可以随机的拾取至少一个表面拼图模块。用户有选择性地拾取至少一个表面拼图模块是指用户根据所需放置的位置等信息从若干个表面拼图模块中选择用户认为最合适的表面拼图模块。例如，表面拼图模块的至少一个表面上可以设置有图案，由于放置位置的不同，存在只有一个拼接面的表面拼图模块1，使得其剩余的5个外表面部上均设置有图案，或者存在有两个拼接面的表面拼图模块1，使得其剩余的4个外表面部上均设置有图案，因此用户可以根据表面拼图模块的放置位置确定其拼接面的个数，进而有选择性的拾取表面拼图模块1。

优选的，用户可以将拾取的表面拼图模块随机的放置在第二物质模块结构上，或者用户能够有选择性地将表面拼图模块放置在第二物质模块结构上。用户有选择性地放置表面拼图模块是指用户根据其确定的拼接顺序以依次放置表面拼图模块。例如，针对例如是桌子的立体表面，用户可能会选择首先完成桌腿的拼接，随后再完成桌面的拼接，进而用户即可以根据该拼接顺序有选择性地放置表面拼图模块。

B4：在将所有表面拼图模块1放置在第二物质模块结构的情况下，基于编码模块2对每一个表面拼图模块1当前状态下的拼图信息和/或定位信息进行修改，并将修改后的拼图信息和/或定位信息存储至中央数据库。

具体的，由于第二物质模块结构与生产厂家出厂时设定的第一物质模块结构彼此不同，即第二物质模块结构是由用户根据其需求进行自创的。用户在自创第二物质模块结构的过程中会用到多个属于不同第一物质模块的表面拼图模块1，表面拼图模块1在第一物质模块结构中的拼图数据与其在第二物质模块结构中的拼图数据彼此不同，因此，需要对每一个表面拼图模块1当前状态下的拼图信息和/或定位信息进行修改。即，通过第一属性信息或第二属性信息对拼图信息进行更新，并且通过第一定位信息或第二定位信息对定位信息进行更新。

实施例5

本实施例是对前述实施例的进一步改进，重复的内容不再赘述。

优选的，通过编码模块2存储表面拼图模块1上的ID编码在中央数据库3中的拼图数据来修改该表面拼图模块1的拼图信息和/或定位信息至少包括如下步骤：

C1：在若干个表面拼图模块1通过彼此拼接的方式构成平面图形时，完成平面图形的均匀分割以得到若干个第一坐标块，构建平面直角坐标系，将构成的平面图形放置于构建的平面直角坐标系中，使得平面图形中的一个表面拼图模块1位于平面直角坐标系的坐标原点，或者，在若干个表面拼图模块1通过彼此拼接的方式构成立体表面时，完成立体表面的均匀分割以得到若干个第二坐标块，构建空间直角坐标系，将构成的立体表面放置于构建的空间直角坐标系中，使得立体表面中的一个表面拼图模块1位于空间直角坐标系的坐标原点。具体的，构成平面图形或立体表面所需的若干个表面拼图模块1各自的拼图信息能够彼此不同。例如，通过例如是m个拼图信息均为“板凳”的表面拼图模块1能够完成板凳的拼接。通过例如是n个定位信息均为“桌子”的表面拼图模块1能够完成桌子的拼接。通过例如是h个定位信息均为“床”的表面拼图模块1能够完成床的拼接。当用户需要完成例如是椅子的拼接时，用户能够从属性为“板凳”、“桌子”和“床”的若干个表面拼图模块中挑选所需的设定数量的表面拼图模块。当椅子拼接完成后，对椅子进行均匀分割以得到若干个第二坐标块，同时通过构建空间直角坐标系便能够确定每一个第二坐标块的定位信息。此时，通过编码模块2能够将构建椅子的每一个表面拼图模块的拼图信息修改为“椅子”，并对应修改其定位信息。

实施例6

本实施例是对前述实施例的进一步改进，重复的内容不再赘述。

优选的，如图2所示，第一表面6a的面积能够大于第二表面6b的面积，使得本体6能够呈现锥台形，并以此限定出倾斜角度α。倾斜角度α可以优选为45°。通过设置倾斜角度α能够使得相邻的两个表面拼图模块1彼此拼接后，两者之间的间隙能够较小，进而有效地提高防尘或防水性能。

优选的，再次参见图2，本体6的强度能够大于连接锁紧部7。例如，本体6能够通过例如是铁片的强度较高的材料制成。连接锁紧部7能够通过例如是塑料等强度较低的材料制成以使得具有一定柔性。在通过机械手抓取表面拼图模块1时，机械手可以夹持强度较高的本体6，进而降低抓取难度。同时，连接锁紧部7具有柔性，进而能够便于其与物质模块结构4的连接。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种用于物体表面拼图的模块系统，至少包括：

表面拼图模块(1)，由外表面部(1a)、内表面部(1b)、方向标识、ID编码及连接锁紧部(7)构成；

编码模块(2)，用于扫描、查询、显示、存储表面拼图模块(1)上的ID编码的拼图数据；

所述拼图数据至少包括表面拼图模块(1)的属性信息、拼图信息和/或定位信息；

中央数据库(3)，用于存储表面拼图模块(1)的ID编码的拼图数据，

其特征在于，

通过编码模块(2)能够查询表面拼图模块(1)上的ID编码在中央数据库(3)中的拼图数据来确定该表面拼图模块(1)的拼图信息和/或定位信息，通过编码模块(2)能够存储表面拼图模块(1)上的ID编码在中央数据库(3)中的拼图数据来修改该表面拼图模块(1)的拼图信息和/或定位信息，

通过编码模块(2)存储表面拼图模块(1)上的ID编码在中央数据库(3)中的拼图数据来修改该表面拼图模块(1)的拼图信息和/或定位信息至少包括如下步骤：

在若干个表面拼图模块(1)通过彼此拼接的方式构成平面图形时，完成所述平面图形的均匀分割以获取若干个第一坐标块；

构建平面直角坐标系，将构成的平面图形放置于构建的平面直角坐标系中，使得平面图形中的一个表面拼图模块(1)能够位于平面直角坐标系的坐标原点；

基于所述第一坐标块获取第一定位信息，基于所述平面图形获取第一拼图信息，其中，基于所述第一定位信息更新所述定位信息，并且基于所述第一拼图信息更新所述拼图信息。

2.根据权利要求1所述的模块系统，其特征在于，通过编码模块(2)存储表面拼图模块(1)上的ID编码在中央数据库(3)中的拼图数据来修改该表面拼图模块(1)的拼图信息和/或定位信息至少包括如下步骤：

在若干个表面拼图模块(1)通过彼此拼接的方式构成立体表面时，完成所述立体表面的均匀分割以获取若干个第二坐标块；

构建空间直角坐标系，将构成的立体表面放置于构建的空间直角坐标系中，使得立体表面中的一个表面拼图模块(1)位于空间直角坐标系的坐标原点；

基于所述第二坐标块获取第二定位信息，基于所述立体表面获取第二拼图信息，其中，基于所述第二定位信息更新所述定位信息，并且基于所述第二拼图信息更新所述拼图信息。

3.根据权利要求2所述的模块系统，其特征在于，用于构建所述平面图形或所述立体表面的所述若干个表面拼图模块(1)各自的所述拼图信息能够彼此不同，所述第一定位信息、所述第二定位信息、所述第一拼图信息和所述第二拼图信息均能够存储至所述中央数据库(3)。

4.根据权利要求3所述的模块系统，其特征在于，所述表面图形或所述立体表面的构建至少包括如下步骤：

基于所述拼图信息搭建用于承载表面拼图模块(1)的第一物质模块结构；

按照随机逐个拾取或同时多个拾取的方式拾取所述表面拼图模块(1)并获取其ID编码，基于所述ID编码在中央数据库(3)中查询获取其对应的定位信息，基于所述定位信息将该表面拼图模块(1)安装至第一物质模块结构上。

5.根据权利要求4所述的模块系统，其特征在于，所述表面图形或所述立体表面的构建至少包括如下步骤：

基于用户的需求构建用于承载表面拼图模块(1)的第二物质模块结构；

有选择性地或者随机地拾取至少一个表面拼图模块(1)，并按照有选择性的或者随机的方式将该至少一个表面拼图模块(1)放置在所述第二物质模块结构上；

在将所有表面拼图模块(1)放置在所述第二物质模块结构的情况下，基于所述编码模块(2)获取每一个表面拼图模块(1)当前状态下的第一定位信息或第二定位信息。

6.根据权利要求5所述的模块系统，其特征在于，所述表面拼图模块(1)具有至少一个设置有图案的外表面部(1a)，使得若干个所述外表面部(1a)彼此拼接后能够构成所述表面图形或所述立体表面；

所述表面拼图模块(1)还具有至少一个与所述外表面部(1a )对应的内表面部(1b)，所述ID编码能够设置于所述内表面部(1b)上以实现不同表面拼图模块(1)之间的识别区分。

7.一种定位信息的编码方法，其特征在于，所述编码方法至少包括如下步骤：

存储表面拼图模块(1)上的ID编码在中央数据库(3)中的拼图数据来修改该表面拼图模块(1)的拼图信息和/或定位信息，其中：

在若干个表面拼图模块(1)通过彼此拼接的方式构成平面图形时，完成所述平面图形的均匀分割以获取若干个第一坐标块；

构建平面直角坐标系，将构成的平面图形放置于构建的平面直角坐标系中，使得平面图形中的一个表面拼图模块(1)能够位于平面直角坐标系的坐标原点；

基于所述第一坐标块获取第一定位信息，基于所述平面图形获取第一拼图信息，其中，基于所述第一定位信息更新所述定位信息，并且基于所述第一拼图信息更新所述拼图信息。

8.根据权利要求7所述的编码方法，其特征在于，所述编码方法还包括如下步骤：

在若干个表面拼图模块(1)通过彼此拼接的方式构成立体表面时，完成所述立体表面的均匀分割以获取若干个第二坐标块；

构建空间直角坐标系，将构成的立体表面放置于构建的空间直角坐标系中，使得立体表面中的一个表面拼图模块(1)位于空间直角坐标系的坐标原点；

基于所述第二坐标块获取第二定位信息，基于所述立体表面获取第二拼图信息，其中，基于所述第二定位信息更新所述定位信息，并且基于所述第二拼图信息更新所述拼图信息。

9.根据权利要求8所述的编码方法，其特征在于，所述编码方法还包括如下步骤：

基于所述均匀分割获取所述若干个第一坐标块或所述若干个第二坐标块；

构建极坐标系或球坐标系，将构建的平面图形放置于所述极坐标系中，或者将构建的立体表面放置于所述球坐标系中；

基于所述第一坐标块获取第一定位信息，基于所述平面图形获取第一拼图信息，或者基于所述第二坐标块获取第二定位信息，基于所述立体表面获取第二拼图信息。

Images