CN112354193A - 一种彩色巡线的玩具小车及玩具的运动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种彩色巡线的玩具小车及玩具的运动控制方法。玩具小车主要包括：动力模块，用于驱动玩具小车移动；导航模块，用于调整玩具小车运动方向以沿预设的线条路径移动，所述线条路径包括一个或多个单色线段；所述导航模块包括第一导航单元和第二导航单元，所述第一导航单元和所述第二导航单元间隔设置于玩具小车底部行驶方向的两侧，用于通过白光或彩色光检测所述线条路径；处理器，用于根据所述第一导航单元和第二导航单元的检测结果确定玩具小车移动方向，以沿预设的线条路径移动。本发明实施例中玩具小车不受线条路径的颜色限制，可以实现沿彩色线条路径的巡线移动，应用范围更广，可玩性更高。

Description

一种彩色巡线的玩具小车及玩具的运动控制方法

技术领域

本发明涉及玩具技术领域，特别是一种彩色巡线的玩具小车及玩具的运动控制方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，对于玩具的要求也越来越高，但开发主要目标仍是降低成本、提高趣味性和可玩性。现有技术中提供了一种巡线玩具机器人，可以沿特定的线条(本发明中将其称为线条路径)移动，但是目前巡线玩具机器人能够识别的线条均为黑色线条，这就限制了巡线玩具机器人的应用场景，而且巡线玩具机器人的移动模式单一，很容易就会感到单调，可玩性较低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种彩色巡线的玩具小车及玩具的运动控制方法，可以识别彩色的线条路径，沿彩色线条路径移动。

第一方面，本发明提供了一种彩色巡线的玩具小车，包括：

动力模块，用于驱动玩具小车移动；

导航模块，用于调整玩具小车运动方向以沿预设的线条路径移动，所述线条路径包括一个或多个单色线段；

所述导航模块包括第一导航单元和第二导航单元，所述第一导航单元和所述第二导航单元间隔设置于玩具小车底部行驶方向的两侧，用于通过白光或彩色光检测所述线条路径；

处理器，用于根据所述第一导航单元和第二导航单元的检测结果确定玩具小车移动方向，以沿预设的线条路径移动。

第二方面，本发明实施例提供了一种玩具的运动控制方法，包括：

向巡线平台上线条路径两侧发射白光或彩色光，所述巡线平台用于提供所述线条路径；

通过光敏电阻采集反射光，所述反射光为所述白光或彩色光在所述巡线平台上反射生成；

根据所述光敏电阻的电阻变化情况确定反射光变化情况；

根据所述反射光变化情况确定线条路径位置并确定玩具小车移动方向，以沿所述线条路径移动。

本发明提供了一种彩色巡线的玩具小车，通过动力模块驱动玩具小车移动，通过导航模块调整玩具小车运动方向实现沿线条路径的巡线移动，第一导航单元和第二导航单元分两侧检测线条路径以配合判断玩具小车的运动方向，本实施例中玩具小车不受线条路径的颜色限制，可以实现沿彩色线条路径的巡线移动，应用范围更广，可玩性更高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本申请的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种彩色巡线的玩具小车的底盘示意图；

图2是本发明实施例二提供的导航模块和颜色识别模块的工作示意图；

图3是本发明实施例二提供的稳态调整图；

图4是本发明实施例二提供的玩具小车底盘示意图

图5是本发明实施例二提供的另一玩具小车底盘示意图；

图6是本发明实施例四提供的一种玩具的运动控制方法流程图；

图7是本发明实施例五提供的一种玩具的运动控制方法流程图；

图8是本发明实施例五提供的又一种玩具的运动控制方法流程图；

图9是本发明实施例六提供的一种玩具的运动控制方法流程图；

图10是本发明实施例六提供的另一种玩具的运动控制方法流程图；

图11是本发明实施例八提供的一种基于全彩线条的巡线系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施中的技术方案进行清楚、完整的描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说，在不脱离本发明的范围的情况下，可以将第一导航单元称为第二导航单元，且类似地，可将第二导航单元称为第一导航单元。第一导航单元和第二导航单元两者都是导航单元，但其不是同一导航单元。术语“第一”、“第二”等而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。需要说明的是，当部被称为“固定于”另一个部，它可以直接在另一个部上也可以存在居中的部。当一个部被认为是“连接”到另一个部，它可以是直接连接到另一个部或者可能同时存在居中部。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述，只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

实施例一

参见图1，本实施例提供了一种彩色巡线的玩具小车，可以沿预设的黑色或彩色线条路径移动，该玩具小车包括动力模块31、导航模块32和处理器(图未示)，导航模块32包括第一导航单元321和第二导航单元322，具体的：

动力模块31，用于驱动玩具小车移动。

动力模块31用于带动玩具小车移动，可以进行前进、转向、调头等移动方式，本实施例中动力模块31包括电机(图未示)和两个车轮，可以通过电机分别控制两个车轮的正反转以实现玩具小车的前进、后退以及转向(两个车轮不同步运转即可实现转向，如车轮A正转同时车轮B反转或车轮A停止运转同时车轮B保持运转)。可以理解的是，图1中仅示出了动力模块31中的行走组件(车轮)，而并未示出动力提供组件(如电源和电机)，其次，图1仅为行走组件的一种示例，实际可以采用不同行走组件，如多个行走足，此处不作一一示例。

导航模块32，用于调整玩具小车运动方向以沿预设的线条路径移动，所述线条路径包括一个或多个单色线段。

导航模块32一般设置于玩具小车底盘，用于检测玩具小车是否偏离线条路径，其检测原理为：线条路径的颜色与线条路径附近颜色不同，将导航模块32设置在玩具小车上的固定位置，导航模块32可以基于玩具小车朝向某一方向检测线条路径，如果玩具小车正常移动时无法检测到线条路径那么一旦检测到了线条路径，则说明玩具小车偏离了正常移动。具体的，导航模块32可以包括多个导航单元，每个导航单元设置于玩具小车上的不同位置，且都可以基于上述原理判断玩具小车是否偏离线条路径，进而根据导航单位的设置位置以及对应的检测结果可以进一步准确判断小车的偏离方向(例如在小车底部左右各设置一个导航单元，正常行驶时左、右导航单元均检测不到线条路径，左侧检测到线条路径而右侧未检测到线条路径，则说明玩具小车向右发生了偏离)，进而确定如何使玩具小车回归线条路径。

本实施例中，所述导航模块32包括第一导航单元321和第二导航单元322，所述第一导航单元321和所述第二导航单元322间隔设置于玩具小车底部行驶方向的两侧，用于通过白光或彩色光检测所述线条路径。

具体的，现有技术中均采用基于红外光线检测线条路径，而采用红外光线检测只有在线条路径为黑色时才具备检测效果，因而本申请中采用白光或彩色光检测线条路径，可以通过导航单元向线条路径外侧发射白光或彩色光，并接收对应的反射光，由于线条路径和线条路径外侧颜色不同，反射的白光或彩色光会产生变化，据此可以判断导航单元是否检测到线条路径，并且反射光的光强会随着压线的多少而变化，压线越多检测到的反射光的光强越小，而第一导航单元和第二导航单元利用白光或彩色光在线条路径的两侧检测线条路径，若有一侧的导航单元检测到线条路径，那么表明玩具小车向另一侧发生了偏离。

本发明中线条路径的宽度和玩具小车尺寸之间的存在一定关系，这是基于导航模块32的识别方式导致的，这是因为线条路径太窄第一导航单元321和第二导航单元322的识别无效范围太大，线条路径太宽第一导航单元321和第二导航单元322的识别容易误触发，优选的，所述第一导航单元和所述第二导航单元之间的间隔为所述线条路径宽度的1～3倍。

处理器，用于根据所述第一导航单元和第二导航单元的检测结果确定玩具小车移动方向，以沿预设的线条路径移动。

处理器可以包括一个或多个芯片，用于对导航模块的数据进行处理，以确定玩具小车是否偏离、以及偏离方向，进而确定如何调整玩具小车移动方向回归线条路径。

本实施例提供了一种彩色巡线的玩具小车，通过动力模块驱动玩具小车移动，通过导航模块调整玩具小车运动方向实现沿线条路径的巡线移动，第一导航单元和第二导航单元分两侧检测线条路径以配合判断玩具小车的运动方向，本实施例中玩具小车不受线条路径的颜色限制，可以实现沿彩色线条路径的巡线移动，应用范围更广，可玩性更高。

实施例二

本实施例提供了一种彩色巡线的玩具小车，其在上一实施例的基础上对玩具小车的部分内容进行了进一步补充和说明，例如还包括颜色识别模块33，具体的：

如图2为导航模块32和颜色识别模块33的工作示意图，所述颜色识别模块33设置于所述第一导航单元321和所述第二导航单元322之间，用于识别所述线条路径上一个或多个单色线段的颜色；相应的，所述处理器还用于根据所述一个或多个单色线段的颜色生成控制指令，所述控制指令用于控制玩具小车执行预设动作。

此处说明颜色识别模块33的结构与作用：图2中中央的竖直宽线条为线条路径11(可以为彩色和黑色)，如图2所示颜色识别模块33在玩具小车正常移动时位于线条路径11的正上方，包括第一发光单元331和第一采光单元332，其中：

第一发光单元331，用于向所述线条路径11发射包括红、绿、蓝三色光的彩光。

第一采光单元332，包括第一光敏电阻，所述第一光敏电阻用于依次接受所述红、绿、蓝三色光对应的反射光。

相应的，处理器用于根据所述第一光敏电阻的电阻变化情况分别确定所述红、绿、蓝三色光的反射光的光强分量，以根据反射光的光强分量确定所述线条路径的颜色。

具体的，处理器中存储有根据颜色组合生成指令的预设程序，可以根据一个或多个单色线段的颜色识别出颜色组合，进而根据颜色组合生成控制指令，控制指令在执行时可以使玩具小车完成各种动作，例如红-绿-蓝组合可以生成第一指令，第一执行用于控制小车加速前进。

更具体的，在一个实施例中，所述执行预设动作包括输出预设的声光信息、调整运动速度和调整运动方向中的至少一种，所述调整运动方向包括在线条路径的分叉进行对应的方向选择。相应的，若需要输出预设的声光信息，则玩具小车应当具备可以发出声光的设备，如扬声器和指示灯，调整运动速度包括在某一时刻或某一位置调整运动速度，调整运动方向可以是基于线条路径调整运动方向也可以是脱离线条路径调整运动方向。

实际应用时，第一发光单元331可以通过RGB LED同时保持红绿蓝三个分量发光，第一光敏电阻按预设频率采集一次发射光强度，如每隔20ms采集一次，反射光强会引起光敏电阻阻值变化，从而引起系统的电流变化，而在光敏电阻旁边串入一个精密定值电阻分压，其两端的电压会随光敏电阻引起的电流变化而变化，ADC通过采集分压电阻的电压值变化，就可以得到对应分量的反射光光强电压值，该电压值通过压缩和转化成对应的反射物的RGB值，即线条路径的RGB值。

再进一步说明导航模块32的结构和作用，具体的，图2中箭头表示发光单元发光路径和采光单元接收反射光路径，第一导航单元321用于在线条路径11左侧检测线条路径，包括第二发光单元3211和第二采光单元3212：第二发光单元3211，用于向所述线条路径11的一侧发射白光或彩光；第二采光单元3212，包括第二光敏电阻，所述第二光敏电阻用于接受所述第二发光单元对应的反射光。第二导航单元322用于在线条路径11右侧检测线条路径11，包括第三发光单元3221和第三采光单元3222：第三发光单元3221，用于向所述线条路径11的另一侧发射白光或彩光；第三采光单元3222，包括第三光敏电阻，所述第三光敏电阻用于接受所述第三发光单元对应的反射光。

相应的，处理器用于根据所述第二光敏电阻和第三光敏电阻的电阻变化情况确定光强变化情况，以根据所述光强变化情况调整小车运动方向以沿预设的线条路径移动。

可选的，在一个具体示例中，根据所述光强变化情况调整小车运动方向以沿预设的线条路径移动包括：根据所述光强变化情况判断小车是否偏离所述线条路径，若是，则根据所述光强变化情况确定小车调整方向和调整偏移量，根据所述小车调整方向和调整偏移量调整小车移动方向以回归所述线条路径。更具体的，所述光强变化情况包括亮度变化值，所述调整偏移量与所述亮度变化值成正比关系。

其工作原理为：由于线条路径的两侧与线条路径的颜色不同，当小车偏离线条路径，则会导致一个方向的反射光发生变化，光敏电阻会检测到光强变化，以此为数据条件参数配合算法可以确定是哪边的光敏电阻检测到了光强变化，从而确定玩具小车向哪边发生了偏离，进而调整玩具小车的方向。

更具体的，玩具小车的方向调整采用PID控制系统，常规PID控制系统原理是一个典型的单位负反馈控制系统：系统由PID控制器和被控对象组成，常常用在机械控制系统中。它是一个闭环控制系统(closed-loop control system)的特点是系统被控对象的输出(本实施例中被控制量-马达)会反送回来影响控制器的输出，形成一个或多个闭环。通过PID左右马达的从粗调到微调，让小车摇摆巡线到稳态巡线。

本实施例中采用光敏电阻确定的压线(表示导航单元检测到线条路径)的返回量，即压线越多，PID输入值会越小，输入值越小调整马达的PWM(脉冲宽度调制量)就越大，从而达到压线多就粗调，压线少就微调。对于彩色线条，只要不是白色线条，就会有返回值，压线的多少就会引起返回值的变化。通过左右两边压线的判断，输出PWM控制马达左右调整力度，从而实现了彩色线条的巡线，因此其可以实现如图3所示的稳态调整图，图3中横坐标表示时间，纵坐标表示马达的PWM，曲线表示玩具小车一次偏离的稳态调整过程，根据图3可知本实施例中玩具小车在偏离后会逐步调整实现稳定前行。而现有技术中基于红外巡线无法采用PID的关键是红外开关是数字开关，只能传输0和1，对于PID的闭环输入无效，因为没有中间的调整值，这与本申请中基于光敏电阻的模拟量采集不同。

可选的，在一个实施例中，为了保证颜色组合的识别准确，设计了用于确定颜色组合起始点的开始颜色，和用于确定颜色组合结束的结束颜色，相应的，根据所述一个或多个单色线段的颜色生成控制指令包括：

根据所述一个或多个单色线段的颜色识别开始颜色和结束颜色；

确定开始颜色和结束颜色之间的线段颜色顺序确定颜色组合，根据所述颜色组合生成对应的控制指令。

在此过程中，必须保证颜色识别模块33一直在线条路径的上方才能保证颜色识别准确，从而得到正确的控制指令。以黑色作为开始颜色和结束颜色作为示例，在实际使用中：首先通过PID或者左右调整算法保障颜色识别模块33在线条路径上，而颜色组合的识别以黑色开始，黑色结束；RGB LED分别发送红绿蓝三个颜色分量的光，照射到线条路径上被采集颜色上，反射给第一光敏电阻，而第一光敏电阻以20ms/次速度采集对应三基色反射光下的强度，以此得到采集点的RGB三分量值，通过高速的采样，得到大量RGB值，再通过对比滤波求均值，即可知道该点RGB颜色。处理器取第一次检测到黑色和第二次检测到黑色之间的颜色作为颜色组合。

在一个替代实施例中，如图4所示玩具小车底盘示意图，所述导航模块32还包括第三导航单元323和第四导航单元324，所述第一导航单元321和第二导航单元322设置第三导航单元323和第四导航单元324之间。具体的，第三导航单元323、第四导航单元324与第一导航单元321、第二导航单元322的硬件结构和工作原理是相同的，设置第三导航单元323和第四导航单元324的目的在于：当小车偏离动作过快时，可能会出现第一导航单元321和第二导航单元322尚未检测到偏离就已经都检测不到线条路径，此时玩具小车则无法回归线条路径，而通过设置第三导航单元323和第四导航单元324可以扩大导航模块32的检测范围，避免上述检测不到的情况，而不直接扩大第一导航单元321和第二导航单元322的距离是因为会导致过多的无效检测区域，小车会出现以“S”形移动的问题。

在一个替代实施例中，如图5所示另一玩具小车底盘示意图，在自颜色识别模块33起沿玩具小车移动方向上还设置有第五导航单元325，其用于确保颜色识别模块33能够稳定识别线条路径的颜色，因为线条路径的宽度通常是小于第一导航单元321和第二导航单元322之间距离的，会出现玩具小车没有偏离线条路径颜色识别模块33也检测不到线条路径颜色的情况，因此特意设置了第五导航单元325，当第五导航单元325检测到线条路径，那么说明颜色识别模块33在线条路径上，如果颜色识别模块33检测不到线条路径，说明颜色识别模块33不在线条路径上，则可以调整玩具小车使颜色识别模块33处于在线条路径上，据此颜色识别模块33在玩具小车上的位置可以有更多选择。

更具体的，在一个实施例中，所述第二发光单元、第三发光单元之间设置在相互光隔离的凹槽内且垂直于小车的行驶方向排列，所述第二采光单元、第三采光单元之间设置在相互光隔离的凹槽内且垂直于小车的行驶方向排列。将发光单元和采光单元设置在相互光隔离的凹槽内是因为本发明中导航模块32和颜色识别模块33基于光敏电阻实现，容易受环境光影响，因此对于每个发光单元、每个采光单元都要设置在相互光隔离的凹槽内，以避免互相干扰。

本实施例进一步提供了导航模块和颜色识别模块的具体结构和工作原理，通过发光单元和采光单元的一对一配合完成对线条路径的巡线和颜色识别，基于光敏电阻的模拟量输入分析小车的偏离情况，实现了在玩具小车偏离时的稳态控制，在硬件成本大大降低的同时，提升调整效率。

实施例三

本实施例在前述任一实施例的基础上对玩具小车的功能做了进一步补充和完善，具体包括：

玩具小车还包括模式开关和声光模块，其中：

所述模式开关，用于切换小车的行动模式，所述行动模式包括摇一摇、弹一弹和巡线模式。

本实施例中，为了进一步丰富玩具小车的玩法功能，除了前述实施例提供的基于线条路径的巡线移动和执行预设动作，还提供了的其他娱乐模式，为了便于区分，将基于线条路径的巡线移动和执行预设动作称为巡线模式，本实施例额外提供了摇一摇和弹一弹两种模式，其中摇一摇为由用户拿起玩具小车，摇晃玩具小车，玩具小车检测受到的摇晃信息，根据摇晃信息确定移动时的移动速度和移动时间，在用户放下玩具小车后，玩具小车按照移动速度和移动时间向预设方向移动一段直线距离；弹一弹为用户启动玩具小车后，玩具小车朝向预设方向移动，当玩具小车检测到有效撞击时，玩具小车改变当前移动方向或改变当前移动速度。模式开关可以为手动开关也可以是其他形式的开关。

所述声光模块，用于通过语音和/或灯光向用户发出提示，所述行动模式预先设置有对应的声光提示。

声光模块包括语音输出设备和灯光输出设备，用于发出语音和灯光。在用户选择不同的行动模式时，声光模块可以发出对应的提示，如选择摇一摇是声光模块发出黄光、选择弹一弹时声光模块发出蓝光且语音提示“开始”，此处不在一一举例。

更具体的，在一个实施例中，玩具小车还包括运动开关，运动开关用于检测用户的操作，以根据用户的操作启动/停止所述动力模块。本发明提供的玩具小车在运动和静止之间存在许多交替过程，为了方便用户使用，通过运动开关控制动力模块的启停可以提供更良好的交互体验，例如摇一摇，在用户拿起来摇晃运动小车时，显然是不需要移动的，此时可以关闭动力模块，当用户将玩具小车放下时，再启动动力模块按照移动速度和移动时间向预设方向移动一段直线距离。

更具体的，在一个实施例中，玩具小车还包括加速传感器，所述加速传感器用于检测用户针对玩具小车顶部的单击、双击或连击操作，并根据用户的单击、双击或连击操作启动/停止所述动力模块。本实施例实际上是使用加速度传感器配合处理器实现了运动开关的作用。

更具体的，在一个实施例中，玩具小车进一步包括设置于小车外侧的连接件，用于插接其他组装件。设置于小车的外侧连接件可以是与其他玩具配合的中间件，例如使用玩具小车通过连接件连接其他无动力小车形成火车，还可以通过连接件连接积木等拼接玩具改变玩具小车外形。

本实施例对玩具小车的功能和结构做了进一步完善，通过模式开关实现了玩具小车的多种玩法切换，通过声光模块丰富了玩具小车的展示功能，通过运动开关避免误操作提供了更良好的交互体验，通过加速度传感器检测用户针对玩具小车顶部的单击、双击或连击操作实现运动开关的作用简化了操作，更方便使用。

实施例四；

本实施例提供了一种玩具的运动控制方法，可以应用于如本发明任一实施例提供的玩具小车，如图6所述，该方法包括：

S410、向巡线平台上线条路径两侧发射白光或彩色光，所述巡线平台用于提供所述线条路径。

本实施例中发射白光或彩色光的为导航模块中的发光单元，其可以是第二发光单元等，本实施例中对线条路径的两侧均发射白光或彩色光，例如通过第二发光单元想线条路径左侧发射白光或彩色光，通过第三发光单元向线条另右侧发射白光或彩色光。可以理解的是，由于后续需要接收由发光单元发射的白光或彩色光生成的反射光，因此发光单元的发光角度为预设角度，通过预设角度实现采光单元接收发光单元对应的反射光。

S420、通过光敏电阻采集反射光，所述反射光为所述白光或彩色光在所述巡线平台上反射生成。

本实施例中，接收反射光的为导航模块中的采光单元，其可以是第二采光单元，具体的，采光单元接受的反射光与发光单元发射的发射光是对应的，即第二采光单元接收源自第二发光单元的反射光，第三采光单元接收来自第三发光单元的反射光，依次类推，不再穷举。

S430、根据所述光敏电阻的电阻变化情况确定反射光变化情况。

可以通过与光面电阻串联的分压电阻的电压变化情况确定反射光变化情况。

S440、根据所述反射光变化情况确定线条路径位置并确定玩具小车移动方向，以沿所述线条路径移动。

具体的，根据所述光强变化情况调整小车运动方向以沿预设的线条路径移动包括：根据所述光强变化情况判断小车是否偏离所述线条路径，若是，则根据所述光强变化情况确定小车调整方向和调整偏移量，根据所述小车调整方向和调整偏移量调整小车移动方向以回归所述线条路径。更具体的，所述光强变化情况包括亮度变化值，所述调整偏移量与所述亮度变化值成正比关系。

其工作原理为：由于线条路径的两侧与线条路径的颜色不同，当小车偏离线条路径，则会导致一个方向的反射光发生变化，光敏电阻会检测到光强变化，以此为数据条件参数配合算法可以确定是哪边的光敏电阻检测到了光强变化，从而确定玩具小车向哪边发生了偏离，进而调整玩具小车的方向。

本实施例提供了一种玩具的运动控制方法，可以基于白光或彩色光结合光敏电阻在线条路径两侧外检测线条路径，若某一侧检测到线条路径则说明玩具偏离线条路径，据此可以调整线条路径的移动方向，并且该方法对线条路径的颜色没有要求，可以实现对彩色线条路径的巡线。

实施例五

本实施例提供了一种玩具的运动控制方法(后续提到的玩具均指运动玩具)，可以应用于具备检测模块、运动模块和控制模块的运动玩具，其中检测模块可以检测摇晃信息。例如该方法可以基于本发明前述任一实施例提供的玩具小车实现摇一摇模式，具体的，如图7所示，该方法包括以下步骤：

S110、启动玩具预设模式后检测玩具的摇晃信息。

本实施例中玩具预设模式为预设的摇一摇模式，当启动玩具预设模式后，玩具中的检测模块开始检测玩具受到的摇晃情况。摇晃信息用于表示玩具受到的摇晃情况，可以包括摇晃频率、摇晃速度、摇晃次数等，具体可以根据实际需求自行设置。

S120、根据所述摇晃信息确定玩具的运动速度和运动时间。

运动速度为在摇晃结束后玩具运动时的速度，运动时间为摇晃结束后玩具以运动速度持续运动的时间。运动速度和预设时间可以根据摇晃信息按照预设的规则确定的，预设的规则可以基于摇晃信息中的一种或多种数据确定运动时间和运动速度。

S130、按照所述运动速度和运动时间从静止开始沿预设方向运动直线距离。

预设方向为预设的玩具运动方向。在摇晃结束后，玩具将摇晃信息转换为用于控制玩具运动的运动时间和运动速度，之后当玩具根据用户的操作确定进行运动时，按照运动速度运动，达到运动时间后失去动力以惯性运动直至停止。

可选的，在另一个实施例中，对玩具的运动控制方法做了进一步解释和补充，如图8所示，该方法包括：

S210、接收用户的预设操作以启动玩具预设模式。

预设操作为预先设置的用于启动玩具预设模式的用户操作。本实施例的玩具小车有三种娱乐模式，通过模式切换按键可以选择对应的摇一摇的娱乐模式。

S220、根据所述预设模式启动玩具内的加速度传感器。

本实施例中以摇晃次数或摇晃频率作为需要的摇晃信息，以确定运动速度和运动时间，本实施例优选以加速度做确定摇晃次数或摇晃频率。

S230、启动玩具预设模式后检测玩具的加速度，若加速度大于预设加速度则统计一次摇晃次数，统计摇晃次数或摇晃频率作为玩具的摇晃信息。

S240、根据所述摇晃信息确定玩具的运动速度和运动时间。

在根据摇晃信息确定运动速度和运动时间时，本实施例中采用正比关系作为预设的规则。

S250、按照所述运动速度和运动时间从静止开始沿预设方向运动直线距离。

可选的，在另一个实施例中，在按照所述运动速度和运动时间从静止开始沿预设方向运动直线距离之前还包括判断玩具是否运动的过程，具体包括(图未示)：

S310、接收用户的预设操作以启动玩具预设模式。

S320、根据所述预设模式启动玩具内的加速度传感器。

S330、启动玩具预设模式后检测玩具的加速度，若加速度大于预设加速度则统计一次摇晃次数，统计摇晃次数或摇晃频率作为玩具的摇晃信息。

S340、根据所述摇晃信息确定玩具的运动速度和运动时间。

S350、判断摇晃是否结束。

本申请提供的玩具的运动控制方法中，玩具的使用过程是分为两步的，第一步是摇晃，第二步是玩具运动，而在摇晃时玩具是不运动的，因此需要进一步判断摇晃是否结束，若摇晃结束则玩具启动开始运动。

具体的，判断摇晃是否结束的方式有多种，例如可以包括检测玩具位姿自行判断以及根据用户的操作指令两种方式。

S360、若是则启动玩具。

本实施例中启动玩具实际指的是启动玩具的运动模块，即此处所述的启动玩具是指玩具开始运动，与前文所指的启动玩具预设模式不同。若摇晃结束则启动运动模块，玩具开始运动，若摇晃没有结束则不启动运动模块，继续监测摇晃信息。

S370、按照所述运动速度和运动时间从静止开始沿预设方向运动直线距离。

本实施例提供的玩具的运动控制方法中，提供了一种新型的玩具玩法，通过摇晃玩具活动用户手部，改变了传统玩具运动控制方式，提高了玩具的趣味性，将人体运动与玩具运动结合，并且以运动距离体现摇晃信息可以进行相互竞技，操作方便使用简单，趣味性和竞技性都得到较大的提升。

实施例六

本实施例提供了一种玩具的运动控制方法，可以应用于具备检测模块、运动模块和控制模块的运动玩具，其中检测模块可以检测玩具受到的撞击信息。例如该方法可以基于本发明前述任一实施例提供的玩具小车实现弹一弹模式，具体的，如图9所示，该方法包括以下步骤：

S910、启动玩具沿预设方向运动。

本实施例中，玩具为具备运动模块的玩具，其可以在不受外力的情况下通过运动模块自行移动，可以实现水平方向的运动。预设方向为玩具的初始运动方向，其可以是预先设置好的固定方向，如玩具的正前方、正后方。

具体的，玩具在启动后，通过运动模块带动玩具朝向预设方向运动，同时通过检测模块感知玩具受到的外部撞击。更具体的，玩具的启动可以指：通过按键式开关手动启动玩具或启动玩具的预设模式(本实施例中的预设模式为弹一弹模式)；还可以是通过语音检测模块检测预设语音指令如“开始”，启动玩具或启动玩具的预设模式。并且玩具在沿预设方向运动时可以做匀速运动也可以做变速运动。

S920、检测外部撞击，判断所述外部撞击是否为有效撞击。

外部撞击为检测模块检测到的来自玩具外部的碰撞。示例性的，检测模块可以包括压力传感器，玩具可以通过设置在外侧的压力传感器检测外部撞击，当压力传感器检测到的压力大于预设压力值，则确定该压力传感器受到对应方向的外部撞击。有效撞击是指根据预设规则判定撞击有效的一次外部撞击，与之对应的未被确定为有效撞击的外部撞击为无效撞击，区分有效撞击和无效撞击的预设规则可以包括撞击方向满足方向标准、撞击力度满足力度标准等。

如果是有效撞击则执行步骤S930，如果不是有效撞击则继续沿当前运动方向运动，并检测外部撞击不作其他反应。

S930、若是有效撞击，则调整运动方向沿与当前运动方向相反的方向运动。

当玩具在运动时检测到一次有效撞击，则立刻控制运动模块调整运动方向，以沿与当前运动方向相反的方向运动。

可选的，在另一个实施例中，对玩具的运动控制方法做了进一步解释和补充，该方法如图10所示，包括：

S1010、启动运动玩具沿预设方向运动；

S1020、监测玩具的位姿变化。

本实施例中，是否为有效撞击基于玩具的位姿改变情况判断，这是因为当玩具受到外部撞击时会引起X、Y、Z三轴的变化，其中X轴和Y轴为水平轴，Z轴为重力方向的轴，位姿变化表示玩具的位姿改变情况，具体就是对应X、Y、Z三轴的变化。本实施例中可以通过陀螺仪、光敏遮挡和三轴坐标检测三种方式中的至少一种确定玩具的位姿变化，当然也可以根据其他方式确定玩具的位姿变化。

可选的，监测玩具的位姿变化有多种方式，本实施例中可以选择中断检测方式，这是因为循环检测的漏测几率更高，容易导致外部撞击漏测，影响用户使用体验。

S1030、根据所述位姿变化判断玩具是否发生倾斜。

S1040、若是则确定发生外部撞击，根据所述位姿变化判断是否大于预设变化阈值，若是则确定所述外部撞击为有效撞击。

更具体的，在一个实施例中，所述预设变化阈值为预设距离阈值，根据所述位姿变化判断是否大于预设变化阈值，包括：

根据所述位姿变化确定玩具的竖直移动距离，判断所述竖直移动距离是否大于预设距离阈值。本实施例中竖直移动距离指的是重力方向的位移，其是Z轴变化情况的一种体现，Z轴倾斜程度越大，竖直移动距离越大。

S1050、若是有效撞击，则调整运动方向沿与当前运动方向相反的方向运动。

可选的，在一个实施例中，步骤S1040中根据所述位姿变化判断是否大于预设变化阈值，在确定外部碰撞的方向符合方向要求之后进行，其还包括确定外部碰撞的方向不符合要求的其他情况，即步骤S1040中根据所述位姿变化判断是否大于预设变化阈值，具体包括步骤S1041-1043(图未示)：

S1041、根据所述位姿变化确定玩具的倾斜方向，判断所述倾斜方向是否与玩具的当前运动方向相同。

S1042、若是则保持玩具继续沿预设方向运动，或控制玩具加速沿预设方向运动。

S1043、若否，则根据所述位姿变化判断是否大于预设变化阈值。

玩具的倾斜方向实际指的是Z轴的倾斜方向，当玩具的倾斜方向与当前运动方向相同(此处所指的相同是指在运动方向的一定角度范围内，例如与运动方向夹角小于45°)时，说明玩具本次受到的外部撞击与上次外部撞击方向相同。

具体的，调整运动方向沿与当前运动方向相反的方向运动的方式有多种，优选的可以采用控制玩具转向的方式调整玩具的运动方向。

可选的，在一个实施例中，提供了一种玩具的运动控制方法，在步骤250之后还包括：

S1060、若玩具从起始点开始沿单一方向移动超过预设距离则停止玩具的运动。

步骤S1060用于判断是否停止玩具的运动，当玩具在单一方向的实际运动距离超过预设距离后，可以视为游戏结束，有一方已经获得胜利，此时可以停止玩具的运动。

本实施例提供的玩具的运动控制方法中，通过检测有效撞击不断改变玩具的运动方向，实现玩具与用户的互动，由于玩具的运动方向是往复改变的，玩具的实际需求的活动场地不大，可以通过玩具的实际位移体现竞技性，并且有效撞击可以来自超过两个用户的外部撞击，实现多人互动，玩法丰富，趣味性互动性高。

实施例七

本发明实施例七还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种上述任一实施的玩具的运动控制方法，该玩具的运动控制方法包括：启动玩具预设模式后检测玩具的摇晃信息；根据所述摇晃信息确定玩具的运动速度和运动时间；按照所述运动速度和运动时间从静止开始沿预设方向运动直线距离。

或，启动运动玩具沿预设方向运动；检测外部撞击，判断所述外部撞击是否为有效撞击；若是有效撞击，则调整运动方向沿与当前运动方向相反的方向运动。

当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的玩具的运动控制方法中的相关操作。

实施例八

本实施例提供了一种基于全彩线条的巡线系统，可以由用户自行设计不同轨迹、不同颜色的线条路径，以实现玩具小车执行不同的预设动作，具体包括：

如图11所示，本实施例中基于全彩线条的巡线系统包括载体10、色彩标记装置20和玩具小车30，图11中箭头表示玩具小车30的移动方向，其中玩具小车30可以为本发明任一实施例提供的一种玩具小车，具体的：

载体10，用于提供线条路径11，所述线条路径11的全部或部分为颜色线条。

载体10上包括至少一个平面可供玩具小车30行走移动，在该平面上可以提供至少一条线条路径11，线条路径11用于供玩具小车巡线移动，线条路径11的颜色可以是黑色或彩色，为了区别线条路径，线条路径11的两侧(可以为除了线条路径外的部分区域例如与线条路径两侧的两个20厘米宽度区域，或除了线条路径外的全部区域)为白色。更具体的，线条路径11的宽度在预设范围内，即大于等于最小宽度，且小于等于最大宽度，这是因为若线条路径11的宽度过大或过小起不到供玩具小车30巡线的作用，具体的，最大宽度和最小宽度可以根据玩具小车30的具体情况自行设置。

色彩标记装置20，用于在所述载体上生成线条路径11和/或在所述线条路径11上标记颜色，以在所线条路径11的长度方向上生成多个依次连接的单色线段。

色彩标记装置20用于在载体10上新增或改变线条路径11，此处所指的改变包括改变线条路径11的颜色和消除线条路径11。可选的，在一个示例中，载体10的表面全为白色，色彩标记装置20可在载体10的表面通过绘制或其他方式任意增添颜色线条，只要颜色线条的宽度满足线条路径的宽度要求，就可以形成新的线条路径。可选的，在另一个示例中，载体10的表面已经存在一条黑色线条路径，可以通过涂覆或其他方式将黑色线条路径的部分或全部标记上其他颜色，以在线条路径的长度方向上生成依次连接的多个单色线段，例如红-绿-蓝三色线段，在本实施例中，不同颜色的线条路径11(不能为白色)并不影响玩具小车的巡线过程，依次连接的多个单色线段用于供玩具小车识别，代表不同的命令。

玩具小车30，包括动力模块31、导航模块32、颜色识别模块33和处理器(图未示)，所述动力模块31用于驱动玩具小车移动，所述颜色识别模块33用于识别一个或多个单色线段的颜色，所处理器根据所述一个或多个单色线段的颜色生成控制指令，所述控制指令用于控制玩具小车执行预设动作。

可选的，在另一个实施例中，对基于全彩线条的巡线系统做了进一步解释和补充，例如载体10的具体示例，具体的，载体10的形式可以有多种，本实施例中提供了两种主要形式：

第一种，所述载体包括绘本，所述绘本的单页或连续页包括记载故事情节的文字、符号或图案，以及配合所述故事情节的线条路径。

绘本作为儿童教育的经典玩具，可以提供文字、符号或图案等内容供儿童阅读，并且其表面平整可以作为玩具小车的移动平台，结合绘本的文字、符号或图案和玩具小车的编程内容可以更好的寓教于乐，因此绘本是一种良好的载体。

当然常规的绘本配合色彩标记装置20存在颜色标记后无法再次修改的问题，因此本实施例中绘本进行了特殊设计，具体的，绘本的纸张上附有光膜，这是因为哑膜因为表面的不规则凹凸点不易擦除，所以不能选择，这样常规的水性水彩笔就可以在绘本的光膜上进行标记，且标记的颜色可以擦除。

第二种，所述载体包括拼图，所述拼图包括多个拼接组件，所述拼接组件拼接得到一种或多种不同的所述线条路径。

拼图也是一种常规的益智玩具，其多用于培养儿童的观察能力、记忆能力和动手能力，且拼图上也可以提供图案，可以将线条路径印刷到拼图上，这样拼接完成后就可以得到对应的线条路径，并且不同的组合方式可以得到不同的线条路径。

当然上述仅为载体10的简单示例，实际可以更为复杂多样，例如在绘本中加入拼图，如将绘本的单页设计的更厚，并且挖出可以放置拼图的凹槽，将不同的拼图放置于凹槽中得到不同的线条路径，更多的载体形式此处不作穷尽。

可选的，除了载体10的的形式多样外，色彩标记装置20的形式也包括多种，在一个替代实施例中，以两个具体示例说明。

在替代实施例中，色彩标记装置20包括绘笔和贴纸中的至少一种，所述绘笔用于在载体上没有颜色的所述线条路径上标记颜色，所述贴纸上绘制有预先设置好的一个或多个连续的单色线段。

绘笔的是常规的颜色标记道具，但是绘笔也存在不易修改的问题，前文中使用绘本的示例中采用水性绘笔配合光膜解决该问题，但是会导致误擦除的问题，本实施例进一步对绘笔选择方案进行优化以解决该问题，具体的，所述载体的表面附有光膜，所述绘笔包括黑色水性笔、红色油性笔、绿色油性笔和蓝色油性笔。则可以通过黑色水性笔擦除彩色标记的，巧妙起到涂改笔的作用。

使用绘笔作为色彩标记装置自由度高，但是线条路径通常是有宽度要求的，用于生成控制指令的颜色组合对于单色线段通长也有一定要求，这就对绘画提出一定要求，因为一般情况下为了保证指令的正确识别，在识别颜色组合时，单色线段的长度一般是固定，当然也可根据单色线段的检测时间等参数确保指令的正确识别，但是这实际上都是对单色线段的长度的要求，而儿童绘画时很容易就不满足要求，因为可以通过预先设置好的贴纸提供标准长度单色线段组成的颜色组合，将贴纸直接撕下覆盖到线条路径上就可以完成对线条路径的标记颜色，快速方便。

更具体的，在一个实施例中，为了方便儿童查阅和记忆不同颜色组合对应的预设动作，还可以提供动作查询表，动作查询表上可以查阅根据玩具小车可以识别的颜色组合，一个颜色组合包括一个或多个单色线段，不同的颜色组合可以对应不同的预设动作，也可以对应通一个预设动作。

本实施例提供了一种基于全彩线条的巡线系统，以不同的单色线段形成颜色组合以使玩具小车完成不同的指令，锻炼了儿童的机器人编程能力，同时自主性强，在保证了趣味性的同时培养儿童的动手能力，开发儿童智力。

值得注意的是，上述玩具小车的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种彩色巡线的玩具小车，其特征在于，包括：

动力模块，用于驱动玩具小车移动；

导航模块，用于调整玩具小车运动方向以沿预设的线条路径移动，所述线条路径包括一个或多个单色线段；

所述导航模块包括第一导航单元和第二导航单元，所述第一导航单元和所述第二导航单元间隔设置于玩具小车底部行驶方向的两侧，用于通过白光或彩色光检测所述线条路径；

处理器，用于根据所述第一导航单元和第二导航单元的检测结果确定玩具小车移动方向，以沿预设的线条路径移动。

2.根据权利要求1所述的彩色巡线的玩具小车，其特征在于，还包括：颜色识别模块，所述颜色识别模块设置于所述第一导航单元和所述第二导航单元之间，用于识别所述线条路径上一个或多个单色线段的颜色；

相应的，所述处理器还用于根据所述一个或多个单色线段的颜色生成控制指令，所述控制指令用于控制玩具小车执行预设动作。

3.根据权利要求2所述的彩色巡线的玩具小车，其特征在于，所述颜色识别模块包括：

第一发光单元，用于向所述线条路径发射包括红、绿、蓝三色光的彩光；

第一采光单元，包括第一光敏电阻，所述第一光敏电阻用于依次接受所述红、绿、蓝三色光对应的反射光，

相应的，所述处理器还用于根据所述第一光敏电阻的电阻变化情况分别确定所述红、绿、蓝三色光的反射光的光强分量，以根据反射光的光强分量确定所述线条路径的颜色。

4.根据权利要求1所述的彩色巡线的玩具小车，其特征在于，所述第一导航单元包括：

第二发光单元，用于向所述线条路径的一侧发射白光或彩光；

第二采光单元，包括第二光敏电阻，所述第二光敏电阻用于接受所述第二发光单元对应的反射光；

所述第二导航单元包括：

第三发光单元，用于向所述线条路径的另一侧发射白光或彩光；

第三采光单元，包括第三光敏电阻，所述第三光敏电阻用于接受所述第三发光单元对应的反射光；

相应的，所述处理器用于根据所述第二光敏电阻和第三光敏电阻的电阻变化情况确定光强变化情况，以根据所述光强变化情况调整小车运动方向以沿预设的线条路径移动。

5.根据权利要求4所述的彩色巡线的玩具小车，其特征在于，所述处理器还用于：

根据所述光强变化情况判断小车是否偏离所述线条路径，若是，则根据所述光强变化情况确定小车调整方向和调整偏移量，根据所述小车调整方向和调整偏移量调整小车移动方向以回归所述线条路径。

6.根据权利要求5所述的彩色巡线的玩具小车，其特征在于，所述光强变化情况包括亮度变化值，所述调整偏移量与所述亮度变化值成正比关系。

7.根据权利要求1所述的玩具小车，其特征在于，还包括模式开关和声光模块：

所述模式开关，用于切换小车的行动模式，所述行动模式包括摇一摇、弹一弹和巡线模式；

所述声光模块，用于通过语音和/或灯光向用户发出提示，所述行动模式预先设置有对应的声光提示。

8.根据权利要求1所述的彩色巡线的玩具小车，其特征在于，还包括运动开关，所述运动开关用于检测用户的操作，并根据用户的操作启动/停止所述动力模块。

9.根据权利要求1所述的彩色巡线的玩具小车，其特征在于，还包括加速传感器，所述加速传感器用于检测用户针对玩具小车顶部的单击、双击或连击操作，并根据用户的单击、双击或连击操作启动/停止所述动力模块。

10.一种玩具的运动控制方法，其特征在于，包括：

向巡线平台上线条路径两侧发射白光或彩色光，所述巡线平台用于提供所述线条路径；

通过光敏电阻采集反射光，所述反射光为所述白光或彩色光在所述巡线平台上反射生成；

根据所述光敏电阻的电阻变化情况确定反射光变化情况；

根据所述反射光变化情况确定线条路径位置并确定玩具小车移动方向，以沿所述线条路径移动。

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