CN111625003B - 移动机器人玩具及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种移动机器人玩具及其使用方法，包括移动机器人，所述移动机器人从所在的承载面上读取标注的路段，根据所述路段在所述承载面上移动以搜寻读取指令卡得到相应的动作指令，并按照如下任一种方式执行动作：‑根据单个指令卡执行动作；‑根据多个指令卡的组合执行动作；‑根据指令卡与路段的组合执行动作；‑根据指令卡与承载面上的标识信息的组合执行动作；‑根据路段执行动作；其中，所述执行动作包括机械运动、人机互动动作、信息传输中的任一种或任多种动作。通过移动机器人与承载面和/或指令卡的巧妙组合，实现通过简单明了的操作即可控制移动机器人，免除了复杂的编程工作，便于儿童使用。

Description

移动机器人玩具及其使用方法

技术领域

本发明涉及玩具技术领域，具体地，涉及一种移动机器人玩具及其使用方法。

背景技术

移动机器人是一种在预设的路线上，通过对机器人进行编程，从而实现机器人根据设定的规则沿着预设的路线进行行进的智能机器人。

传统的移动机器人如专利文献CN209388185U公开的一种智能教育机器人及其双路寻线传感机构，能够自动追踪具有一定宽度的黑色路径。对于一些简单的(如没有交叉)路线而言，这一类移动机器人可以自行实现寻线功能。而对于一些复杂的路线而言，若想要移动机器人按照使用者的要求进行行进，则必然需要对移动机器人进行编程设计。由于传统的移动机器人对于使用者的编程能力具有一定的要求，因此目前主要应用于儿童、青少年的编程入门教育，难以将其融入儿童的教育和娱乐。

申请号为CN202020108048.5的实用新型专利申请公开了一种移动机器人玩具装置，能够将移动机器人很好的应用于儿童的教育和娱乐。然而，由于儿童自身的能力有限，在使用该移动机器人玩具装置时，存在多种容易导致移动机器人玩具装置无法继续行进的情况：1、指令卡放歪时，容易导致识别错误；2、路线布置复杂时，例如包括大转角(转角大于90度)或路线断线时，机器人难以继续沿路线继续行进；3、指令卡乱放时，例如同时出现相互冲突的指令卡、与路线相违背的指令卡时，机器人难以继续沿路线继续行进。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种移动机器人玩具及其使用方法。

根据本发明提供的一种移动机器人玩具，包括：移动机器人；

所述移动机器人从所在的承载面上读取标注的路段，根据所述路段在所述承载面上移动以搜寻读取指令卡得到相应的动作指令，或者所述移动机器人根据本地指令或遥控指令读取指令卡得到相应的动作指令；

所述移动机器人按照如下任一种方式执行动作：

-根据单个指令卡执行动作；

-根据多个指令卡的组合执行动作；

-根据指令卡与路段的组合执行动作；

-根据指令卡与承载面上的标识信息的组合执行动作；

-根据路段执行动作；

其中，所述执行动作包括机械运动、人机互动动作、信息传输中的任一种或任多种动作。

优选地，所述移动机器人根据识别到的指令卡上的指令图形得到相应的动作指令；或者

所述指令卡上设置有指令图形和方向标识，所述移动机器人根据所述方向标识与识别到的路段的延伸角度校正含有所述指令图形的图像的旋转角度，再从已校正旋转角度的图像中对所述指令图形进行识别得到相应的动作指令。

优选地，所述指令卡上设置有指令字符或指令颜色，所述移动机器人根据所述指令字符或所述指令颜色得到相应的动作指令；

所述指令卡包括卡片或纸片，所述指令卡还包括通过印章、印制或手绘的方式直接在承载面上成形的图形。

优选地，所述移动机器人根据自身识别区域中路段的预设形状提前识别到即将到来的转角。

优选地，所述移动机器人在识别到路段断线时，执行如下任一种操作：

-沿路段切向前进；

-根据路段的曲率前进；

-继续向当前方向前进；

-将断线的两个路段进行前后衔接；

-根据路段旁的指示标识指向前进；

-停止移动；

-根据识别到的另一路段进行变道移动；

-执行未执行的动作指令；

-离开当前路段巡逻，找到其他路段。

优选地，在所述移动机器人识别得到多个所述动作指令的情况下，所述移动机器人执行如下任一种操作：

-存储并依次执行；

-用最新识别到的动作指令替代当前待执行的动作指令；

-都不执行；

-执行完一个动作指令组后再执行下一个动作指令组，所述动作指令组的前后两端分别设置有起始符号和结束符号。

优选地，在所述移动机器人无法识别所述指令卡的情况下，所述移动机器人执行如下任一种操作：

-后退等待；

-忽略该动作指令；

-根据识别到的路段执行最匹配的操作。

优选地，所述承载面上的标识信息包括指令集标识，所述移动机器人根据识别到的所述指令集标识读取存储在所述移动机器人中对应的指令集；

在不同的所述指令集中，同一所述指令卡的动作指令相同或不同。

优选地，所述移动机器人根据识别到的路段的宽度、条数或路段旁设置的指示控制移动速度。

根据本发明提供的一种移动机器人玩具的使用方法，通过布置路段和/或指令卡控制所述移动机器人。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、通过移动机器人与承载面和/或指令卡的巧妙组合，实现通过简单明了的操作即可控制移动机器人，免除了复杂的编程工作，便于儿童使用。

2、通过对移动机器人的设定，实现了无论指令卡如何放置，都可以使移动机器人实现正常的移动。

3、本申请通过设置丰富、形象的指令卡，设计不同主题的寻线地图对应不同的指令集，使得不同主题的寻线地图实现不同的教育、娱乐功能。

4、指令卡可以随意放置，包括可以以不用的角度覆盖在路线上，移动机器人通过预设的修正设定可以自动修正指令卡所引导路线的偏差，容错性强，更适合儿童使用。

5、用于移动机器人识别的路线可以是印制产品，也可以是自行绘制的图形，具有非常高的自由度，可玩性强。

6、在本发明的基础上可以采用无线互联技术，融入更多积木科技元素：即可以与类似教育互动件等带有RF功能的科技件互联，实现开门转动(即电机模块转动)、组网多机器人互动(通过现有的组网技术建立联系实现互动玩法)。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的寻线地图的示意图；

图2为本发明指令卡的示意图；

图3为本发明具有定位点的指令卡示意图；

图4为本发明识别大拐角的原理图；

图5为本发明第一种识别断点的示意图；

图6为本发明第二种识别断点的示意图；

图7为本发明第三种识别断点的示意图；

图8本发明的一种玩法示意图；

图9本发明的另一种玩法的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明提供的一种移动机器人玩具，包括：移动机器人2。移动机器人2从所在的承载面上读取标注的路段1，标注的方式可以是手绘、印刷或者放置、粘贴等方式在承载面上提供的供移动机器人识别的内容，然后移动机器人2根据路段1在承载面上移动以搜寻读取指令卡3得到相应的动作指令，或者移动机器人根据本地指令或遥控指令读取指令卡得到相应的动作指令。指令卡可以是卡片、纸片、贴纸或者直接通过手绘、印刷的方式在承载面上提供的供移动机器人识别的内容。

举例来说，承载面可以是桌面，儿童将移动机器人放置于桌面上，在桌面上放置路段，以及在桌面上放置指令卡，即可实现移动机器人以桌面为承载面进行移动。承载面也可以是纸面，儿童将移动机器人放置于桌面上，在纸面上绘制路段，以及在纸面上绘制或者放置指令卡，即可实现移动机器人以纸面为承载面进行移动。承载面也可以是磁性黑板，儿童将移动机器人通过磁性部件连接在磁性黑板上，在磁性黑板上绘制路段，以及在磁性黑板上绘制或者放置指令卡，即可实现移动机器人以磁性黑板为承载面进行移动。

指令卡可以是硬质的卡片，卡片上除了包含供移动机器人识别的内容之外，还可以包括供儿童理解的卡通图案或文字，从而可以供儿童多次反复使用。考虑到硬质的卡片容易对较小的儿童带来划伤等危险，可以将指令卡设计为柔性的纸片、布片等形式。指令卡也可以是一次性使用的贴纸形式，通过粘贴在承载面上，避免风吹或者儿童意外触碰使得指令卡的位置偏离而无法被移动机器人识别到的问题。

然而，指令卡也并不局限于“卡”的形式，指令卡也可以是直接通过儿童绘制在承载面上的符合移动机器人识别规则的设定图形，例如在承载面为竖直的黑板时，指令卡可以是贴纸，也可以是用记号笔或粉笔绘制在黑板上的图形，从而增强游戏的乐趣，同时也达到了环保的效果。

所述移动机器人按照如下任一种方式执行动作：

-根据单个指令卡执行动作；例如，移动机器人通过一张指令卡获得左转的动作指令，则移动机器人到达交叉路口时执行左转的动作；

-根据多个指令卡的组合执行动作；例如，移动机器人在设定的阈值时间段窗口内连续识别获得两个笔直的箭头，获得两个前进的动作指令，则最终得到一个加速向前的动作指令；

-根据指令卡与路段的组合执行动作；例如，对于同一个指令卡，若当前移动机器人正沿着一实线路段移动，则根据该指令卡执行加速通过的动作，若当前移动机器人正沿着一虚线路段移动，则根据该指令卡执行减速通过的动作；

-根据指令卡与承载面上的标识信息的组合执行动作；例如，标识信息可以是路段地图上的地图主题，对于同一套标注有数字的指令卡，若当前地图主题为音乐主题，则移动机器人执行的动作为播放与数字对应的音符do、re、mi、fa、sol、la、si，若当前地图主题为跳格子地图，则移动机器人执行的动作为前进1-7中相应数字的格子数量；

-根据路段执行动作；例如根据双平行线的路段执行两倍速移动，根据三平行线的路段执行三倍速移动。又或者根据路段的线型、粗细或者区直执行不同的动作。

其中，执行动作包括机械运动、人机互动动作、信息传输中的任一种或任多种动作。例如人机互动动作可以是声、光、电效果。信息传输可以是移动机器人向外界其它机器人发出数据或控制信息。

其中，承载面和指令卡可以是印制得到的与移动机器人配套的产品，也可以是使用者根据要求自行绘制的图形，本发明对此不作限制。

如图2所示，给出了六个常用的指令卡，由第一行从左至右到第二行从左至右的方向分别是：起点指令卡、调头指令卡、播音指令卡、右转指令卡、左转指令卡和终点指令卡。这种指令卡是采用了设定的形状来便于移动机器人识别，而在在其他实施例中，指令卡也可以是其他的形式：

字符形式：指令卡中设置有能够被移动机器人识别的字符，例如字符“1”、“A”，移动机器人可以在识别到字符“1”、“A”时播放相应的字符发音，从而儿童对数字、字母的发音能力得到一定的学习和提升。

色块的形式：指令卡中设置有特定的颜色色块，例如移动机器人识别到含有红色色块的指令卡时，执行相应的动作(在下个路口转向到红色的路段、减速等)。

指令卡也可以是上述各种形式的排列组合：如用带有“×”字符的左转指令卡表示禁止左转，带有“○”和数字结合的字符指令卡表示相应数字的限速，便于儿童对现有的交通指示路牌有初步的认知。

考虑到由于儿童自身的能力有限，放置指令卡时比较随意，在使用本发时通常会出现指令卡放歪的情况。例如：在放置左转指令卡时，指令卡上的左转箭头并没有准确的指向当前方向的左侧，甚至指向反方向，此时就会导致移动机器人走向错误的方向甚至无法继续移动。为了避免指令卡放歪导致的识别错误，有如下两种解决方法：

方法1：

在指令卡上还设置有方向标识，移动机器人先根据方向标识校正指令图形的旋转角度，再对指令图形进行识别得到相应的动作指令。具体的，在识别到的图像中，根据方向标识与路段产生夹角进行调整，识别到的校正的旋转角度通常为两个互补的角度，在校准时，默认采用角度较小的，从而做最小的旋转处理，也最符合人的意图。

方向标识包括以下任一种或任多种：

三个定位点，如图3所示，其原理与二维码的定位相同，根据三个定位点在图像中的位置来校准图像的旋转角度，从而准确识别指令卡中的指令图形；

校正线，通过指令卡上的校正线在校准图像的旋转角度识别指令卡的指令图形；

指令卡轮廓，通过指令卡的轮廓识别指令卡的方向，例如采用等腰三角形，以底边作为指令卡的底部，顶点作为指令卡的顶部。

方法2：

指令卡上设置有指令图形、指令字符或指令颜色，移动机器人根据指令图形、指令字符或指令颜色直接得到相应的动作指令，从而可以免去方法1的方向识别直接得到准确的动作指令。例如：以三角形代表前进、以绿色色块代表前进或以字符“D”代表前进，以及以半圆形的箭头代表调头、以黄色色块代表调头或以字符“R”代表调头等等。

指令卡可以是印制或者手绘得到，在其他实施例中，也可以将指令卡替换为指令印章，通过指令印章在寻线地图印制得到指令图形或指令字符，移动机器人根据识别到的指令图形或指令字符得到相应的动作指令。

根据路段执行动作的方式可以有如下几种：

通过路段的粗细来控制移动机器人的移动速度：可以设置路段的粗细分为细、中、粗三种，移动机器人在识别到细的路段时低速移动，在识别到中等粗细的路段时采用中等的速度移动，而在识别到粗的路段时高速行驶，具体的移动速度可以是预先设定好的，避免移动速度过快导致儿童受伤。

通过路段的条数来控制移动机器人的移动速度：可以设置单条线的路段为最低速度，两条相互平行的路段为中等速度，三条相互平行的路段为高速，具体的移动速度可以是预先设定好的，避免移动速度过快导致儿童受伤。

通过路段的线型来控制移动机器人的移动速度：可以设置直线的路段为常规速度，弯曲的路段为低速，从而避免移动机器人在转向时出现侧翻的情况，具体的移动速度可以是预先设定好的，避免移动速度过快导致儿童受伤。

通过路段的色彩来控制移动机器人的速度：可以设置红色的路段，代表路段拥堵，在此路段中，移动机器人的速度会降低，也可以设置绿色的路段代表畅通，在此路段中，移动机器人的速度可以提高，从而模仿现有的导航地图，让儿童对现有的导航地图具有初步的认知。

通过路段旁的指示来控制移动机器人，路段旁的指示可以参考前述指令卡的形式，也可以通过设置线条的方式控制移动机器人加速或减速移动。例如设置平行线代表加速，设置交叉线条表示减速。

路段可以是实线，也可以是虚线：可以设置实现代表常规路段，各种不同的虚线实现不同的功能。比如：将虚线通过摩斯码的形式呈现，移动机器人在识别到摩斯码时将其转换成相应的代码，根据代码对应的指令执行相应的动作，比如播放对应的音乐等等。

考虑到有些路段具有较大的转角可能导致移动机器人无法转弯，在本发明中，移动机器人根据自身识别区域中路段的如图4所示的设定形状(例如：在移动机器人的识别区域中，识别到两条分离的路段的延长线会相交)提前识别到即将到来的转角、分叉或交叉路段，从而可以提前做好减速、转弯的准备。

移动机器人在识别到路段断线时，可以执行如下任一种操作：

-沿路段切向前进；

-根据路段的曲率前进；

-继续向当前方向前进；

-将断线的两个路段进行前后衔接；

-根据路段旁的指示标识指向前进；

-停止移动；

-根据识别到的另一路段进行变道移动；

-执行未执行的动作指令；

-离开当前路段巡逻，找到其他路段。

如图5所示，在“继续向当前方向前进”，移动机器人在没有路段后直接根据当前方向直线行走，直至识别到另一个路段为止。如图6所示，在“将断线的两个路段进行前后衔接”中，移动机器人直接对两个断线的路段的端点进行连直线，得到一条虚拟的路段，并按照该虚拟的路段进行移动，从而实现在断线的路段间移动。在“根据路段旁的指示标识指向前进”中，移动机器人的移动逻辑需要切换为不按照路段移动的形式，而是根据路段旁的指示标识得到相应的动作指令并执行，这里的指示标识与动作卡的功能相同。在“根据识别到的另一路段进行变道移动”中，由于移动机器人具有一定的识别区域，在该区域中，识别到的另一路段通常不是一个点而是一个线段，因此在两个断线的路段中进行变道时，并不一定要按照“将断线的两个路段进行前后衔接”的形式，可以直接在当前路段的断点起向另一路段做垂线，从而得到一条最短的变道路径，如图7所示。在“执行未执行的动作指令”中，移动机器人若没有识别到另一条路段，则可以将其之前识别到的但是未执行的动作执行全部执行完成，如进行原地的左转、右转指令，若指令中包含调头指令，则移动机器人就可以调头继续移动。在“离开当前路段巡逻，找到其他路段”中，移动机器人可以设置为不按照路段进行移动，如以当前位置为起点进行圆周移动，直至识别到下一个路段，然后在识别到的下一个路段上继续移动。从而可以实现移动机器人在路段断点时有各种不同的动作方式，而不是简单的只是停止移动。

而在移动机器人识别得到多个前后矛盾的动作指令的情况下(如同时出现左转和右转指令卡)，移动机器人执行如下任一种操作：

-存储并依次执行；

-用最新识别到的动作指令替代当前待执行的动作指令；

-都不执行；

-执行完一个动作指令组后再执行下一个动作指令组，所述动作指令组的前后两端分别设置有起始符号和结束符号。

在“都不执行”中，移动机器人可以执行报错动作，如进行声光报警等。在“执行完一个动作指令组后再执行下一个动作指令组，所述动作指令组的前后两端分别设置有起始符号和结束符号”中，动作指令是可以进行分组的，每个组的动作指令以起始符号开头，结束符合结尾。例如移动机器人识别到带有起始符号的指令卡时，即得知后续的动作指令为一组动作指令，移动机器人在识别后续的动作执行时只是进行识别和存储，而不是直接执行相应的动作，直至识别到结束符号时，认为该组动作指令识别完毕，然后继续在路段上移动。继续移动时，可以在路段的交叉点执行先前存储的动作指令，也可以继续识别和存储下一组动作指令组，然后再依次执行存储的动作指令。

而在移动机器人识别得到无法执行的动作指令的情况下(如在分叉路段设置前进指令卡)，移动机器人执行如下任一种操作：

后退等待；

忽略。

而在移动机器人无法识别指令卡的情况下，移动机器人执行如下任一种操作：

-后退等待；

-忽略该动作指令；

-根据识别到的路段执行最匹配的操作。

在“根据识别到的路段执行最匹配的操作”中，移动机器人可以根据当前识别区域中识别到的所有路段进行随机选择，如到达交叉路口前，若无法识别指令卡，则移动机器人进行报错并随机进行左转或者右转，避免停滞。

根据识别到的路段执行最匹配的操作。

为了控制移动机器人的运动速度，可以设计移动机器人根据识别到的路段的宽度或路段旁设置的线条控制移动速度，识别到的路段的宽度越粗，移动机器人的速度越快，识别到的路段的宽度越细，移动机器人的速度越慢；或者，移动机器人在识别到线条时，移动速度降低。

在其他实施例中，寻线地图还包括指令集标识，在寻线地图中具体可体现为地图主题标识，移动机器人识别地图主题标识并进入对应的地图主题模式，不同的地图主题模式代表不同的玩法。在不同的地图主题模式下，移动机器人具有不同的指令集，同一指令卡在不同指令集中的动作指令相同或不同，所有的指令集都预先存储在移动机器人内的存储器中，根据识别到的指令集标识调取相应的指令集。举例来说，在音乐主题的寻线地图中，识别到标记数字1、2、3的指令卡时，移动机器人分别播放音符“哆”、“来”、“咪”，而在数学主题的寻线地图中，识别到标记数字1、2、3的指令卡时，移动机器人分别播放数字“1”、“2”、“3”的发音，从而可以大大减少指令卡的数量，避免指令卡类别繁多、难以区分和记忆的问题。同时，也可以实现更换不同的寻线地图即可实现不同的教育、娱乐功能目的。

在图1中，寻线地图包括多个路段组成的路线网络，其中，包括转角、分叉或交叉路段。寻线地图本地可以是移动终端设备，通过移动终端设备展示路段，例如平板电脑、手机、LED大屏等，通过显示屏显示手段有利于寻线地图的路段变化，寻线地图通过路段变化显示成多样的寻线地图。寻线地图中展现有多条路段，路段之间形成行进路线，如图1所示，路段具有分叉，行进路线是闭环路线。在其他实施中，路段可以形成不具有分叉的行进路线也可以是不闭环的行进路线，例如路段组成一条笔直线段，路段成开口U形或者S形，用于移动机器人玩具车掉头行进。行进路线具有转角，转角包括直线段线路与直线段路段形成的结构，例如呈90度转角的十字路线、T字路线，还包括直线段路段与弧线段路段形成的结构，例如路段连接点处是转角，还包括弧线段路段与弧线段路段形成的结构，例如路段与路段之间出现拐点或者分叉。具体实施中能够采用n²宫格，n取正整数。通过可拼接扩展的地图形式，增强玩具的游戏趣味，通过指令卡的灵活组合排列，增加车辆玩具的可编程性，移动机器人玩具车通过携带控制器识别寻线地图转角处连接的指令卡后，控制器根据识别出的行走指令触发寻线小车运动，所述寻线小车未识别到色卡指令时，触发寻线小车直行，若直行过程中识别到线段交叉呈L形或者T形，触发右转，若直行过程中识别到线段交叉呈十字形，触发直行。

指令卡与寻线地图之间可分离连接，连接在寻线地图上的指令卡覆盖路线网络中路段的全部或部分，或者连接在寻线地图上的指令卡避开路段。例如，指令卡中本身就自带有路段，将该指令卡完全覆盖某一路段，使指令卡中的路段两端与寻线地图上的路段两端连接。指令卡也可以部分覆盖某一路段，或者不覆盖路段，直接放置于路段的旁边。所述可分离连接可以是可拆卸连接，也可以是将卡片形式的指令卡直接放置在寻线地图上，此时寻线地图水平放置使得指令卡不会掉落移动，或者寻线地图略微倾斜时指令卡依靠与寻线地图之间的摩擦力保持位置不动。其中，可拆卸连接通过直接放置、粘接、粘贴、磁铁吸附、嵌入、接插的方式。如图1中在寻线地图上的指令卡覆盖路段的部分。在其他实施中，指令卡覆盖路段的全部，例如指令卡上有行进路线，指令卡上的行进路线与寻线地图上的路段相衔接，共同形成行进路线。指令卡避开所述路段是指指令卡不设置在路段的正上方，通过寻线小车中传感器的位置做相应变化，使得行进路线改变。优选地，所述指令卡与所述寻线地图的转角的位置处之间可拆卸连接。指令卡的数量为一个或者多个，所述指令卡包括电磁感应元件、待识别图像和触发机构中的任一种或任多种互动部件，具体实施中电磁感应元件采用RFID射频感应元件；触发机构采用触碰式感应元件，当被触碰时触发对应响应信号，指令卡上设置有拨杆，寻线小车底盘处有开关，拨杆触碰开关促使寻线小车进行行进路线改变；待识别图像中包括颜色、图案、形状中的任意组合。通过颜色区分不同行进指令、通过形状区分不同行进指令，通过图案区分不同行进指令，其中图案包括启动指令图像、终点指令图像、暂停指令图像、右转指令图像、左转指令图像和掉头指令图像中的任一种或任多种，启动指令图像中有旗帜图像或者开始字样图像，表示开始启动并前行，终点指令图像是奖杯图像，表示抵达终点停止前行，暂停指令图像是扩音器图像，表示暂停移动，右转指令图像是右转箭头，表示右转，左转指令图像是左转箭头，表示左转，掉头指令图像是掉转箭头，表示原地掉头。指令卡的颜色与路段颜色不一致，便于颜色识别，减少识别干扰。

移动机器人根据识别到的指令卡、指令卡的组合、寻线地图上的路段或指令卡与寻线地图上的路段的组合得到相应的动作指令。指令卡上可以包括如图2所示的印制或手绘的指令图形，移动机器人根据识别到的指令图形得到相应的动作指令。指令卡的组合可以包括如：用两个连续放置的前进指令卡作为一个加速指令卡，指令卡与寻线地图上的路段的组合包括如：将不同的路段设置为不同的颜色，当移动机器人到达分叉路段、交叉路段时，根据识别到的指令卡的颜色选择相应颜色的路段继续行走。

所述移动机器人包括信息读取装置，其中，所述信息读取装置与所述互动部件相匹配对应，所述信息读取装置包括：颜色识别装置、OID装置、RFID装置中的任一种或任多种装置。本领域技术人员可以参考现有技术，实现车与卡之间的信息触发与交互，例如RFID卡与RFID卡读写装置，在此不予赘述。寻线地图中相邻转角之间的最小距离大于所述移动机器人玩具车的信息读取装置的读取的空间范围。移动机器人玩具车根据互动部件触发前行方向，进行寻线。

以下通过多种不同的玩法介绍来说明本发明的工作原理：

新人引导玩法：

地图中预设有引导用户玩法的简易地图，根据提示使得用户一步步初步建立游戏玩法体验。例如：

教学关卡1：提供一个地图，地图中带有一条路段，提示儿童将移动机器人放置在地图上，实现移动机器人沿路段移动，帮助儿童理解移动机器人的基本移动原理。

教学关卡2：提供一个地图，地图中带有直线路段、交叉路口，直线路段连接交叉路口的其中一条路，在直线路段旁设置有用于放置指令卡的虚线框，提示儿童将转向指令卡放置到虚线框位置，实现移动机器人根据转向指令卡实现转向功能，帮助儿童理解指令卡的使用方法。

教学关卡3：提供一个地图，地图中带有两条路段，两条路段中间断开，通过虚线相连，引导儿童通过手绘将两条路段相连，然后再放上移动机器人在路段上，从而帮助儿童理解手绘路线的方法。

玩法1：自由设计移动机器人移动路径

为了培养儿童的想象力，并不要求儿童要找到起点到终点的最短距离，而是要让儿童自由发挥，自己想去哪就去哪，只要最终能够到达终点即可。因此，为了引导儿童自由发挥的能力，在本玩法中，可以提供带有卡通图案的寻线地图。例如模拟生活场景寻线地图，地图上印制有家、学校、医院、超市、公园等等图案。不同的寻线地图可以提供不同的地图主题模式。

如图8所示，在该网格形的寻线地图中，若要从起点A移动到终点B有多种实现路径，而儿童可以根据寻线地图上印制的图案设计自己喜好的移动路线。如先去中点C(超市)购物，再去中点D接朋友，最后再回终点B(学校)。由此，儿童就可以根据图6中指令卡的布置方式设计路线。需要说明的是，在中点C和中点D之间有一个交叉点没有设计指令卡，在没有识别到指令卡的情况下，移动机器人也可以采用默认前进的方式移动，从而防止寻仙机器人中途停止。

玩法2：指挥小车

为了培养儿童的反应能力和思考能力，并带有一定的竞技性，在本玩法中，移动机器人从起点起向前移动，两位儿童利用自己拥有的指令卡或对方布置的指令卡，让移动机器人移动至自己对应的终点位置。

如图9所示，在该网格形的寻线地图中，起点A放置移动机器人，两位儿童分别对应一个终点B和终点C，两人可以在寻线地图中实时布置指令卡，使移动机器人移动至自己所在的终点则获胜。

指令卡上的动作指令的执行，可以是实时的、延时的或者附条件触发的：

实时触发的指令卡：在移动机器人前进的方向上设置实时触发的指令卡，例如播音指令卡，那么移动机器人就会根据识别到的动作指令播放相应的音频，从而增添该玩法的乐趣。

延时触发的指令卡：由于存在一定的竞技性，两个儿童可能会出现短时间内相互争抢放置多个指令卡的情况。为了避免这种情况，可以设计移动机器人在读取到动作指令后延时触发，仅仅在一个时间窗口内执行，如3-5秒内，在超出5秒后尚未执行动作指令则会被忽略。

附条件触发的指令卡：如转向指令卡，移动机器人在识别到转向指令后，只有识别到到达路段的交叉点才会执行相应的转向指令。

玩法3：色彩的认知

考虑到儿童尚不具备对方向指令卡等需要具有一定认知能力才能理解的指令卡，在本玩法中设计了较为简单的操控玩法。在本玩法中，设计的路线网格由各种不同颜色的路段构成，而指令卡也设计为相应的多种不同的色彩。

儿童可以在不同颜色的路段的交叉点前放置自己想要去的路段的颜色的指令卡，那么，移动机器人在识别到该指令卡的色彩后，在下一个交叉点就会选择对应的色彩方向进行转向，从而亦可使年龄更小的儿童体验到移动机器人玩具的乐趣。

玩法4：踩点玩法

在本玩法中，移动机器人的移动路线并不局限于承载面上的路段，儿童可以根据自己的判断来控制移动机器人。在本玩法中，承载面上不设定路段，但是可以设定起点、终点以及多个不同的定位点，在该些定位点上设置有不同的图案或者触发设备，当儿童控制的移动机器人从起点触发，经过多个定位点并到达终点后，即认为儿童完成了本次挑战，通过比较不同儿童之间的控制时间、到达定位点的数量综合判断胜负，从而培养在没有路段指示的情况下对移动机器人的控制能力。

由于没有路段可寻，为了适应本玩法，在本玩法中移动机器人在识别到指令卡时是直接触发相应的动作指令。儿童将指令卡放置、粘贴或绘制于移动机器人的前进路线上，移动机器人在识别到如“左转指令卡”时，直接进行左转并继续前进，直至到达终点。

玩法5：整体路线规划玩法

在前面的玩法中，指令卡设置于各个路段上，因此难度较低，适合较小的儿童。而在本玩法中，放置指令卡的位置为起点和第一个转角、交叉路口的之间的直线路段上，在该路段上可以放置多个指令卡。儿童需要根据起点和终点之间的路段整体形状，在第一个路段上放置指令卡组，即移动机器人在尚未动作之前就要先放置好动作指令组，在放置完成后，通过移动机器人是否能够到达终点来验证动作指令组是否放置正确。

在本玩法中，起始符号和结束符合可以是动作指令组放置区域中自带的图形，也可以是指令卡的形式。

需要说明的是，本发明的玩法并不以上述三种为限，在本发明移动机器人玩具及其使用方法的原理下，可以任意设计各种不同的玩法。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述设定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种移动机器人玩具，其特征在于，包括：移动机器人；

所述移动机器人从所在的承载面上读取标注的路段，根据所述路段在所述承载面上移动以搜寻读取指令卡得到相应的动作指令；或者所述移动机器人根据本地指令或遥控指令读取指令卡得到相应的动作指令；

所述移动机器人按照如下任一种方式执行动作：

-根据单个指令卡执行动作；

-根据多个指令卡的组合执行动作；

-根据指令卡与路段的组合执行动作；

-根据指令卡与承载面上的标识信息的组合执行动作；

-根据路段执行动作；

其中，所述执行动作包括机械运动、人机互动动作、信息传输中的任一种或任多种动作；

所述指令卡上设置有指令图形和方向标识，所述移动机器人根据所述方向标识与识别到的路段的延伸角度校正含有所述指令图形的图像的旋转角度，再从已校正旋转角度的图像中对所述指令图形进行识别得到相应的动作指令；

所述移动机器人根据自身识别区域中路段的预设形状提前识别到即将到来的转角。

2.根据权利要求1所述的移动机器人玩具，其特征在于，所述指令卡上设置有指令字符或指令颜色，所述移动机器人根据所述指令字符或所述指令颜色得到相应的动作指令。

3.根据权利要求1所述的移动机器人玩具，其特征在于，所述移动机器人根据自身识别区域中路段的预设形状提前识别到即将到来的转角。

4.根据权利要求1所述的移动机器人玩具，其特征在于，所述移动机器人在识别到路段断线时，执行如下任一种操作：

-沿路段切向前进；

-根据路段的曲率前进；

-继续向当前方向前进；

-将断线的两个路段进行前后衔接；

-根据路段旁的指示标识指向前进；

-停止移动；

-根据在识别区域内识别到的与当前断线的路段相分离的另一路段进行变道移动；

-执行未执行的动作指令；

-离开当前路段进行巡逻，以找到其他路段。

5.根据权利要求1所述的移动机器人玩具，其特征在于，在所述移动机器人识别得到多个所述动作指令的情况下，所述移动机器人执行如下任一种操作：

-存储并依次执行；

-用最新识别到的动作指令替代当前待执行的动作指令；

-都不执行；

-执行完一个动作指令组中的动作指令后再执行其它动作指令，所述动作指令组中的多个动作指令所对应的指令卡中，包括分别标注有起始符号、结束符号的指令卡这两者，所述移动机器人将这两者以及在这两者识别时间之间识别到的指令卡所对应的动作指令作为所述动作指令组。

6.根据权利要求1所述的移动机器人玩具，其特征在于，在所述移动机器人无法识别所述指令卡的情况下，所述移动机器人执行如下任一种操作：

-后退等待；

-忽略该动作指令；

-根据识别到的路段执行最匹配的操作。

7.根据权利要求1所述的移动机器人玩具，其特征在于，所述承载面上的标识信息包括指令集标识，所述移动机器人根据识别到的指令卡在所述指令集中的对应关系获得动作指令；

在不同的所述指令集中，同一所述指令卡的动作指令相同或不同。

8.根据权利要求1所述的移动机器人玩具，其特征在于，所述移动机器人根据识别到的路段的宽度、条数或路段旁设置的指示控制移动速度。

9.一种权利要求1至8中任一项所述的移动机器人玩具的使用方法，其特征在于，通过布置路段和/或指令卡控制所述移动机器人。

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