CN210295038U - 互动机械矩阵控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种互动机械矩阵控制系统，包括：语音识别模块，用于采集语音信号并生成语音信号对应的第一控制命令；体感识别模块，用于采集用户的肢体动作并生成肢体动作对应的第二控制命令；主控单元，设置有第一接口和第二接口，第一接口与语音识别模块连接，用于接收第一控制命令；第二接口与体感识别模块连接，用于接收第二控制命令，主控单元用于根据第一控制命令和/或第二控制命令控制互动机械矩阵。通过采用语音识别模块和体感识别模块作为互动矩阵的控制交互方式，采用语音识别和体感识别的可变式玩法，相比于现有技术，具有多动互动方式，能够吸引用户进行参与到互动中。

Description

互动机械矩阵控制系统

技术领域

本实用新型涉及互动矩阵技术领域，具体而言，涉及一种互动机械矩阵控制系统。

背景技术

互动矩阵项目是近些年大型游乐场或大型活动现场的体验式产品，是软件、硬件、人工智能等多技术相互协调的综合文娱项目，采用大规模发光体（可变色） 矩阵，结合智能输入数据端口与自动化执行体相配合，做到人机互动、益智宜乐， 娱教结合。

现有的互动矩阵大都是采用浮球灯，通过对浮球灯光控制的运行轨迹的编辑设计软件详细为对浮球的灯的颜色控制及部署的不到一万个的浮球灯的运行高度可以进行控制且有时间轴的控制能对产生的动态场景进行保存。

然而现有的矩阵项目在表现形式上过于单一，与用户的互动方式较为单一，难以吸引用户。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种互动机械矩阵控制系统，以解决现有技术中现有的矩阵项目与用户的互动方式单一的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种互动机械矩阵控制系统，包括：语音识别模块，用于采集语音信号并生成语音信号对应的第一控制命令；体感识别模块，用于采集用户的肢体动作并生成所述肢体动作对应的第二控制命令；主控单元，设置有第一接口和第二接口，所述第一接口与所述语音识别模块连接，用于接收所述第一控制命令；所述第二接口与所述体感识别模块连接，用于接收所述第二控制命令，所述主控单元用于根据所述第一控制命令和/或第二控制命令控制互动机械矩阵。

可选地，所述互动机械矩阵控制系统还包括：多个分控单元和多个执行单元；所述多个分控单元分别与所述主控单元连接，用于分别接收所述主控单元发送的命令，以控制对应的执行单元执行相应的动作。

可选地，所述互动机械矩阵控制系统还包括：并行分配器，与所述主控单元连接，其上设置有多个输出接口，分别与所述多个分控单元连接，所述并行分配器用于将所述主控单元的控制命令进行拆解，并发送至对应的分控单元。

可选地，所述分控单元为CAN控制器，通过CAN总线与所述主控单元连接。

可选地，所述执行单元包括：浮球灯；驱动器，与所述分控单元连接，用于驱动所述浮球灯移动和亮起。

可选地，所述驱动器为步进驱动器或者伺服驱动器。

可选地，所述互动机械矩阵控制系统还包括：文本识别模块，与所述主控单元连接，用于接收用户输入的文本并生成所述文本对应的第三控制命令。

可选地，所述语音识别模块包括：麦克风，用于采集所述语音信号；信号处理器，与所述麦克风连接，用于将所述语音信号处理成数字信号；语音识别芯片，与所述信号处理器连接，用于识别所述数字信号，生成对应的所述第一控制命令。

可选地，所述体感识别模块包括：图像采集器，用于采集用户的肢体动作；动作识别芯片，与所述图像采集器连接，用于识别所采集到的肢体动作，并生成对应的所述第二控制命令。

根据本实用新型实施例，通过采用语音识别模块和体感识别模块作为互动矩阵的控制交互方式，采用语音识别和体感识别的可变式玩法，相比于现有技术，具有多动互动方式，能够吸引用户进行参与到互动中。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型实施例的互动机械矩阵控制系统示意图；以及

图2示出了根据本实用新型实施例的一种可选的互动机械矩阵控制系统示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本实用新型实施例提供了一种互动机械矩阵控制系统，如图1所示，该系统包括：

语音识别模块100，用于采集语音信号并生成语音信号对应的第一控制命令。语音识别模块100采集到用发出的语音信号之后，识别出语音信号的内容，从而生成该语音信号对应的第一控制命令。本实用新型实施例中，语音识别模块为集成有语音识别功能的模块，也即是内嵌有语音识别算法的模块。

本实用新型实施例的一种可选实施方式，所述语音识别模块100包括：麦克风，用于采集所述语音信号；信号处理器，与所述麦克风连接，用于将所述语音信号处理成数字信号；语音识别芯片，与所述信号处理器连接，用于识别所述数字信号，生成对应的所述第一控制命令。

麦克风可以采集声音信号，当用户通过语音控制互动矩阵时，通过麦克风采集声音信号，然后发送至信号处理进行处理，该信号处理器可以包括滤波器，对语音信号进行滤波处理；还包括模数转换器，用于将模拟信号的语音信号转换为语音识别芯片可识别的数字信号。语音识别芯片则嵌入语音识别算法的芯片。

体感识别模块200，用于采集用户的肢体动作并生成所述肢体动作对应的第二控制命令。

体感识别模块200采集用户的肢体动作之后，识别该肢体动作对应的信息，然后生成肢体动作对应的第二控制命令。

作为一种可选实施方式，所述体感识别模块包括：图像采集器，用于采集用户的肢体动作；动作识别芯片，与所述图像采集器连接，用于识别所采集到的肢体动作，并生成对应的所述第二控制命令。

图像采集器可以是摄像机，可以是普通摄像机、红外摄像机或者热红外摄像机。当启动体感控制功能时，启动图像采集器采集用户的肢体动作。当采集到肢体动作的图像后，将图像发送给动作识别芯片进行动作识别，然后生成第二控制命令，也即是体感控制命令。

主控单元300，设置有第一接口301和第二接口302，所述第一接口301与所述语音识别模块100连接，用于接收所述第一控制命令；所述第二接口302与所述体感识别模块200连接，用于接收所述第二控制命令，所述主控单元300用于根据所述第一控制命令和/或第二控制命令控制互动机械矩阵。

本实用新型实施例中主控单元300采用IPC、PLC 或 PCB 等作为计算中心(根据项目的不同，选择不同性价比的综控主机)。与程序输入硬件间，采用以太网或无线 WIFI 进行连接，传输高效，硬件成本可控。同时主控单元有基础的I/0 控制功能，以采集或输出数字信号，从而协调整个系统安全可靠地运行。

根据本实用新型实施例，通过采用语音识别模块和体感识别模块作为互动矩阵的控制交互方式，采用语音识别和体感识别的可变式玩法，相比于现有技术，具有多动互动方式，能够吸引用户进行参与到互动中。

本实用新型实施例中，所述互动机械矩阵控制系统还包括：文本识别模块，与所述主控单元连接，用于接收用户输入的文本并生成所述文本对应的第三控制命令。该文本识别模块可以用于识别文字图案，用户可以是通过电脑（PC）输入的文字或者图案信息，然后发送至主控单元进行后续的矩阵控制，以控制矩阵进行显示。

根据本实用新型实施例中，通过采用语音识别、体感识别和文本识别的多种识别方式供用户进行交互，能够提高用户体验，提升用户进行使用和互动的兴趣。

可选地，如图2所示，所述互动机械矩阵控制系统还包括：多个分控单元1-n和多个执行单元；所述多个分控单元分别与所述主控单元连接，用于分别接收所述主控单元发送的命令，以控制对应的执行单元执行相应的动作。其中，输入设备包括上述的语音识别模块、体感识别模块和文本识别模块。本实施例中所述分控单元为CAN控制器，通过CAN总线与所述主控单元连接。所述执行单元包括：浮球灯；驱动器，与所述分控单元连接，用于驱动所述浮球灯移动和亮起。所述驱动器为步进驱动器或者伺服驱动器。

本实用新型实施例中一个分控单元可以用于控制多个执行单元。也即是本实用新型的系统硬件部分包括主控单元、分控单元、执行单元几个部分，同时也包括几个个单元之间的信息通讯、信号传递等功能。其中主控单元可有多种配置来选择，分控单元单独设计PCB，兼容多种通讯控制模式， 从而提高本单元的通用性，减少多次开发的成本。

本实用新型实施例中，分空单元设计采用 PCB 方案，可以高速接收上位机执行代码并控制执行单元的运动。与主控单元采用传输速度更快以 CAN 总线通讯，保证指令下达后的传送效率，提高客户的体验感受。

本实用新型实施例中，执行单元由运动装置、I/O 装置等部分组成。根据技术需求不同，驱动部件可区别采用步进驱动系统或伺服驱动系统。其中伺服驱动系统可采用当前控制实时性更好的 EtherCAT 通讯模式，保证整套阵列的同步、快速、准确、稳定运行。近而减少等待时间，保证客户得到更好的体验感。

可选地，本实用新型实施例中所述互动机械矩阵控制系统还包括：并行分配器，与所述主控单元连接，其上设置有多个输出接口，分别与所述多个分控单元连接，所述并行分配器用于将所述主控单元的控制命令进行拆解，并发送至对应的分控单元。通过并行分配器对主控单元的命令进行拆解分发，避免出现命令误发或者串发的问题。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种互动机械矩阵控制系统，其特征在于，包括：

语音识别模块，用于采集语音信号并生成语音信号对应的第一控制命令；

体感识别模块，用于采集用户的肢体动作并生成所述肢体动作对应的第二控制命令；

主控单元，设置有第一接口和第二接口，所述第一接口与所述语音识别模块连接，用于接收所述第一控制命令；所述第二接口与所述体感识别模块连接，用于接收所述第二控制命令，所述主控单元用于根据所述第一控制命令和/或第二控制命令控制互动机械矩阵。

2.根据权利要求1所述的互动机械矩阵控制系统，其特征在于，所述互动机械矩阵控制系统还包括：多个分控单元和多个执行单元；

所述多个分控单元分别与所述主控单元连接，用于分别接收所述主控单元发送的命令，以控制对应的执行单元执行相应的动作。

3.根据权利要求2所述的互动机械矩阵控制系统，其特征在于，所述互动机械矩阵控制系统还包括：并行分配器，与所述主控单元连接，其上设置有多个输出接口，分别与所述多个分控单元连接，所述并行分配器用于将所述主控单元的控制命令进行拆解，并发送至对应的分控单元。

4.根据权利要求2所述的互动机械矩阵控制系统，其特征在于，所述分控单元为CAN控制器，通过CAN总线与所述主控单元连接。

5.根据权利要求2所述的互动机械矩阵控制系统，其特征在于，所述执行单元包括：

浮球灯；

驱动器，与所述分控单元连接，用于驱动所述浮球灯移动和亮起。

6.根据权利要求5所述的互动机械矩阵控制系统，其特征在于，所述驱动器为步进驱动器或者伺服驱动器。

7.根据权利要求1所述的互动机械矩阵控制系统，其特征在于，所述互动机械矩阵控制系统还包括：

文本识别模块，与所述主控单元连接，用于接收用户输入的文本并生成所述文本对应的第三控制命令。

8.根据权利要求1所述的互动机械矩阵控制系统，其特征在于，所述语音识别模块包括：

麦克风，用于采集所述语音信号；

信号处理器，与所述麦克风连接，用于将所述语音信号处理成数字信号；

语音识别芯片，与所述信号处理器连接，用于识别所述数字信号，生成对应的所述第一控制命令。

9.根据权利要求1所述的互动机械矩阵控制系统，其特征在于，所述体感识别模块包括：

图像采集器，用于采集用户的肢体动作；

动作识别芯片，与所述图像采集器连接，用于识别所采集到的肢体动作，并生成对应的所述第二控制命令。

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