CN111603782A

CN111603782A - 无轨玩具汽车的控制方法和装置

Info

Publication number: CN111603782A
Application number: CN202010500709.3A
Authority: CN
Inventors: 张洋; 张虎
Original assignee: 张洋; 张虎
Priority date: 2020-06-04
Filing date: 2020-06-04
Publication date: 2020-09-01

Abstract

本申请公开了无轨玩具汽车的控制方法和装置。所述方法的一具体实施方式包括：通过安装在玩具汽车上的光学辨识码传感器读取、识别跑道上印刷的光学辨识码，得到光学辨识码对应的码值；按照编码规则，解析所述码值，获取跑道信息；根据所述跑道信息，控制所述无轨玩具汽车自动行驶。该实施方式实现了在预先不知道跑道轨迹的情况下，根据按照编码规则解析得到的跑道信息，控制玩具汽车在无轨道的跑道上自动行驶。

Description

无轨玩具汽车的控制方法和装置

技术领域

本申请涉及玩具汽车技术领域，具体涉及无轨玩具汽车。

背景技术

玩具汽车作为最受孩子们喜爱的玩具之一，可促进孩子的成长，同时具有很强的娱乐性。近年来，玩具汽车也深受成人玩家的喜爱。现有的玩具汽车都是在有轨跑道或固定跑道轨迹下行驶，不支持用户自行设计跑道轨迹，玩法上缺乏新意。

发明内容

本申请的目的在于提出一种改进的无轨玩具汽车的控制方法和装置，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种无轨玩具汽车的控制方法，所述方法包括：通过安装在所述玩具汽车上的光学辨识码传感器读取、识别跑道上印刷的光学辨识码，得到所述光学辨识码对应的码值；按照编码规则，解析所述码值，获取跑道信息；根据所述跑道信息，控制所述无轨玩具汽车自动行驶。

在一些实施例中，所述按照编码规则，解析所述码值，获取跑道信息，包括：根据不同类型的跑道、不同的交通标识的编码规则，解析所述码值，获取跑道信息。

在一些实施例中，所述跑道信息至少包括：跑道的方向、跑道的长度、交通标识、预设行驶速度。

在一些实施例中，所述根据所述跑道信息，控制所述无轨玩具汽车自动行驶，包括：根据所述跑道信息，控制所述玩具汽车按照识别的所述跑道的方向直行或转向，及按照识别的所述交通标识加速、减速、停车。

在一些实施例中，所述方法还包括：根据前后两次获取的码值，计算所述玩具汽车的当前行驶速度。

在一些实施例中，所述方法还包括：根据所述码值，计算所述玩具汽车偏离跑道中心的偏离距离；响应于所述偏离距离大于预设偏移距离阈值，控制所述玩具汽车减速，当玩具汽车的当前行驶速度低于速度阈值时，控制所述玩具汽车驶向跑道中心。

在一些实施例中，所述方法还包括：比较前后两次获取的码值，判定所述玩具汽车是正方向行驶还是逆方向行驶。

在一些实施例中，所述方法还包括：根据跑道信息、所述玩具汽车的当前行驶速度，选择播放相应的音效。

在一些实施例中，所述方法还包括：在遥控模式下，与控制器通信，接收所述控制器发送的指令和/或数据，根据接收的所述指令和/或数据，控制所述玩具汽车行驶，及将汽车数据反馈给所述控制器。

第二方面，本申请提供了一种无轨玩具汽车的控制装置，所述装置包括：读取码值模块，配置用于读取光学辨识码传感器识别的光学辨识码对应的码值，其中，所述光学辨识码传感器安装在所述玩具汽车上，用于读取、识别跑道上印刷的光学辨识码，得到所述光学辨识码对应的码值；获取跑道信息模块，配置用于按照编码规则，解析所述码值，获取跑道信息；控制模块，配置用于根据所述跑道信息，控制所述无轨玩具汽车自动行驶。

在一些实施例中，所述控制模块具体的配置用于根据所述跑道信息，控制所述玩具汽车按照识别的所述跑道的方向直行或转向，及按照识别的所述交通标识加速、减速、停车。

在一些实施例中，所述装置还包括：计算速度模块，配置用于根据前后两次获取的码值，计算所述玩具汽车的当前行驶速度。

在一些实施例中，所述装置还包括：计算偏离跑道模块，配置用于根据所述码值，计算所述玩具汽车偏离跑道中心的偏离距离；偏离矫正模块，配置用于响应于所述偏离距离大于预设偏移距离阈值，控制所述玩具汽车减速，当玩具汽车的当前行驶速度低于速度阈值时，控制所述玩具汽车驶向跑道中心。

在一些实施例中，所述装置还包括：判定行驶方向模块，配置用于比较前后两次获取的码值，判定所述玩具汽车是正方向行驶还是逆方向行驶。

本申请提供的无轨玩具汽车的控制方法和装置，玩具汽车不需要预先知道完整的跑道轨迹，只需获取当前玩具汽车识别的OID的码值，然后，根据编码规则，解析码值，得到跑道信息，最后根据跑道信息，控制玩具汽车自动行驶。跑道分段设计，是一段段的，每段跑道都按照编码规则印刷了OID码，支持用户自行设计搭建跑道的完整路线，玩法灵活。另外，相较于有轨跑道，本申请的技术方案对跑道、玩具汽车的磨损都比较小。

附图说明

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

图1是适用于本申请的无轨玩具汽车的一个实施例中的跑道实物图；

图2是本申请的无轨玩具汽车的一个实施例的结构示意图；

图3是本申请的无轨玩具汽车的控制方法的一个实施例的流程图；

图4是本申请的无轨玩具汽车的控制装置的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请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申请。

在本申请中，每个光学辨识(Optical Identification，OID)码是由多个微小的码点组成，形式上是一个点阵，解码后，是一个码值，该码值至少由如下一个组成：数字、字母、特殊符号。本申请的玩具汽车需要在特殊的跑道上行驶，该跑道上表面具有使用含炭粉的油墨印刷的OID码，交通标志是彩色图案，由不含炭粉的油墨印刷而成，覆盖在OID码上。交通标志包括但不限于：启动标志、红绿灯标志、减速标志、加速标志、停车标志。跑道上的OID码按照预设的编码规则排列。参考图1，该图是一个实施例中的跑道实物图。另外，为增加娱乐性、趣味性，将跑道设置成一段一段的，用户按照自己的创意，利用分段的跑道拼搭自己想要的跑道路线。

参考图2，该图是本申请的无轨玩具汽车的一个实施例的结构示意图。如图所示，该玩具汽车由微控制单元MCU201、光学辨识码传感器202、动力模块组成203。其中，动力模块又包括左直流电机2031、左驱动轮2032、右直流电机2033、右驱动轮2034。在本实施例中，左直流电机2031与左驱动轮2032机械连接，用于驱动左驱动轮2032的转动，右直流电机2033与右驱动轮机2034机械连接，用于驱动右驱动轮2034的转动。MCU201分别与左直流电机2031、右直流电机2033电连接，通过向直流电机输出不同占空比的PWM(Pulse widthmodulation，脉冲宽度调制)信号，控制驱动轮的转速，也可理解为通过输出不同占空比的PWM信号，向驱动轮提供不同的驱动功率。此外，MCU输出的PWM信号的正负决定驱动轮是正转还是反转。MCU通过控制PWM信号的占空比及正负，实现玩具汽车的自动行驶。例如，左驱动轮、右驱动轮的功率相同，玩具汽车直行，左驱动轮、右驱动轮的功率不相同，玩具汽车转弯。驱动轮反转，实现倒车，左驱动轮、右驱动轮反转且功率不同，实现转弯倒车。

在本实施例中，光学辨识码传感器安装在玩具汽车底部的中心线上，在其它可选的实现方式中，光学辨识码传感器安装在玩具汽车的前端，例如，两个车前灯中间的位置。光学辨识码传感器与MCU电连接。光学辨识码传感器实时或以较高的频率读取跑道上的OID码，解码后得到码值。具体的，光学辨识码传感器发射红外光，照射在含炭粉的OID码上，含炭粉的OID码对红外光的反射能力更强，光学辨识码传感器接收反射的红外光，然后解码该OID码，得到码值。

本申请所提供的无轨玩具汽车的控制方法一般由微控制单元MCU执行。继续参考图3，该图是根据本申请的无轨玩具汽车的控制方法的一个实施例的流程图。所述控制方法包括以下步骤：

步骤301，通过安装在玩具汽车上的光学辨识码传感器读取、识别跑道上印刷的光学辨识码，得到光学辨识码对应码值。

在本实施例中，微控制单元MCU按照预设的频率读取光学辨识码传感器识别的光学辨识OID码对应的码值。在本实施例的其它可选的实现方式中，光学辨识码传感器主动将识别的码值发送给MCU。

在本实施中，码值包括但不限于：表征OID码所在位置的坐标，表征跑道方向的值、表征跑道长度的值、表征跑道剩余长度的值、表征预设行驶速度的值及表征交通标识的值，其中，跑道的方向包括但不限于：直行、不同弧度的左转、不同弧度的右转。

步骤302，按照编码规则，解析上述码值，获取跑道信息。

在本实施例中，不同的跑道、不同的交通标识按照编码规则印刷不同的OID码。例如，不同长度、不同弧度的左转、不同弧度的右转的跑道用不同范围的数字表征OID码所在位置的坐标。同理，用特定码值的OID码表示不同的交通标识，在交通标识的OID码所在的区域上面覆盖印刷彩色的交通标识。MCU根据编码规则，解析码值，获取跑道信息。其中，跑道信息包括但不限于：跑道的方向、跑道的长度、交通标识、预设行驶速度。其中，预设行驶速度表示规定的玩具汽车在该跑道上的行驶速度。

在本实施例的其它可选的实现方式中，采用同一数字范围的OID码记录所有跑道坐标，但用保留数字段的OID码标注跑道的长度、弧度、方向、交通标识等。

步骤303，根据上述跑道信息，控制上述无轨玩具汽车自动行驶。

在本实施中，MCU根据上述跑道信息，以预设行驶速度，控制玩具汽车在印刷OID码的跑道上按照跑道的方向以预设行驶速度直行或转向，及按照识别的交通标识加速、减速、停车。

在本实施例中，为精准控制玩具汽车的行驶速度。设置部分跑道上的OID码表示该OID码所处位置的坐标。根据前后两次读取的OID码的坐标，计算行驶的距离，然后，用距离除以读取OID码的间隔时间，得到当前行驶速度，与预设行驶速度作比较，判断是否需要加大或减少电机的驱动功率，以控制玩具汽车加速或减速。

在本实施例中，为精准控制玩具汽车在跑道上自动行驶，而不跑出跑道。MCU根据读取的坐标，判断玩具汽车是否偏离跑道中心线、偏离跑道中心的距离、是向右偏还是向左偏。例如，跑道横向为X轴，以跑道中心线作为Y轴，即中心线的横坐标为0。读取的OID码的横坐标的绝对值大小表示玩具汽车偏离跑道中心的偏离距离。如果该偏离距离大于预设偏移距离阈值，根据横坐标的正负判断当前玩具汽车是左偏还是右偏。另外，根据前后两次读取的坐标，计算矢量，得到玩具汽车的朝向，结合偏离距离的大小，调整左右电机的驱动功率，控制玩具汽车驶向跑道的中心。当驶向跑道中心后，计算玩具汽车的当前行驶速度，根据当前行驶速度、预设行驶速度，控制输出的驱动功率，调整行驶速度，使行驶速度等于预设行驶速度。

在本实施例的其它可选的实现方式中，玩具汽车中存储着跑道的OID码、预设行驶速度，通过将读取的OID码与存储的OID做比较，控制玩具汽车按照预设行驶速度在跑道上自由行驶。

在本实施例的其它可选的实现方式中，在跑道的两边印刷警戒线，这两条警戒线由预留的特殊码值的OID码组成。例如，左边的警戒线由一系列码值为999的OID码印刷而成，右边的警戒线由一系列码值为888的OID码印刷而成。当MCU读取到上述码值时，表示玩具汽车偏离跑道中心的偏移距离已经大于预设偏移距离阈值，根据码值判断玩具汽车是左偏还是右偏，调整左右电机的驱动功率，改变玩具汽车的行驶方向，控制玩具汽车驶向跑道的中央。

当把玩具汽车放置在跑道上，启动自动行驶后，MCU根据前后两次读取的OID码判断当前是正向行驶还是逆向行驶。例如，判断后一次读取的坐标的Y值是否大于前一次读取的坐标的Y值，如果大于，则判定玩具汽车正向行驶，如果小于，则判定玩具汽车逆向行驶，通过调整左右电机的驱动功率，控制玩具汽车转向为正向行驶。

本申请上述实施例提供的无轨玩具汽车的控制方法中，跑道是一段段的，按照编码规则印刷了OID码，支持用户自行设计搭建跑道，玩法灵活。玩具汽车不需要预先知道完整的跑道轨迹，只需获取当前玩具汽车识别的OID的码值，然后，根据编码规则，解析码值，得到跑道信息，最后根据跑道信息，控制玩具汽车自动行驶。

在其它实施例中，玩具汽车具有加速度传感器，MCU可根据加速度传感器采集的信息，计算玩具汽车的当前行驶速度。玩具汽车还具有扬声器，MCU判断当前跑道是直道还是弯道，当前行驶速度的大小，选择相应的音频文件，控制扬声器播放该声音。

本申请的玩具汽车不仅具有自动行驶模式，还具有遥控模式，在遥控模式下，控制器通过无线连接的方式与玩具汽车建立通信。向玩具汽车发送指令和/或数据，玩具汽车的MCU根据接收的指令和/或数据，控制玩具汽车行驶。然后，将玩具汽车当前行驶速度、OID码的码值等数据反馈给控制器，这个玩具汽车的行驶路径就不在受制于铺设跑道。所述控制器包括但不限于：手机、平板电脑、遥控手柄。

本申请的玩具汽车支持重新设置自动行驶模式下的参数。控制器与玩具汽车建立通信，通过控制器的屏幕修改参数。上述参数包括但不限于：预设行驶速度、自动行驶的圈数、跑道编号等。

为增加趣味性，增加AR(Augmented Reality，增强现实)玩法。示例性的，其跑道如图1所示，具有多个跑道，支持多个玩具汽车行驶，智能终端通过自带的摄像头识别追踪多个玩具汽车。跑道上摆放着虚拟道具，用户通过智能终端控制增强现实中的玩具汽车拾取攻击道具和/或防御道具。例如，拾取让对方玩具汽车关闭光学辨识码传感器的攻击道具，让对方玩具汽车左右电机驱动功率相反的攻击道具，让对方加速、减速的攻击道具，扰乱对方玩具汽车的行驶。同理，还可拾取对应的防御工具或高级别的防御功率。

进一步参考图4，作为对方法的实现，本申请提供了一种无轨玩具汽车的控制装置的一个实施例，该装置实施例与图3所示的方法实施例相对应。

如4所示，本实施例所述的装置包括：读取码值模块401、获取跑道信息模块402、控制模块403，其中，读取码值模块401配置用于读取光学辨识码传感器识别的光学辨识码对应的码值，其中，光学辨识码传感器安装在玩具汽车上，用于读取、识别跑道上印刷的光学辨识码，得到所述光学辨识码对应的码值。获取跑道信息模块402配置用于按照编码规则，解析上述码值，获取跑道信息。控制模块403配置用于根据上述跑道信息，控制上述无轨玩具汽车自动行驶。

在本实施例中，读取码值模块401按照预设的频率从光学辨识码传感器读取其识别的码值。

在本实施例中，获取跑道信息模块402按照编码规则解析上述码值，通过该码值获取如下至少一条跑道信息：跑道是直行跑道，跑道是哪个方向、哪个弧度的弯道，跑道的坐标，该码值是否表征交通标识、表征哪个交通标识，预设行驶速度。

在本实施例的其他可选的实现方式中，将跑道按照跑道的类型划分成不同的类型，每种类型的跑道用不同码值的OID码标识。获取跑道信息模块402中存储着每种类型的跑道对应的跑道信息，获取跑道信息模块402根据编码规则解析该码值对应哪种类型的跑道，获取该类型跑道的跑道信息。

在本实施例中，控制模块403根据上述跑道信息，控制玩具汽车按照识别的上述跑道的方向直行或转向，及按照识别的上述交通标识加速、减速、停车。

在其他实施例中，为保证精准的控制玩具汽车的自动行驶速度。装置还包括计算速度模块、PID调节模块，其中，计算速度模块配置用于根据前后两次读取的OID码表示的坐标及读取间隔，计算玩具汽车的当前行驶速度。PID调节模块用于根据当前行驶速度与预设行驶速度的差值，调节电机的驱动功率。在其他实现方式中，计算速度模块包含一个加速度传感器，根据该加速度传感器采集的加速度，计算当前行驶速度。

在其他实施例中，为精准的控制玩具汽车在跑道上自动行驶。装置还包括计算偏离跑道模块、偏离矫正模块。其中，计算偏离跑道模块配置用于根据读取的码值，计算玩具汽车偏离跑道中心的偏离距离；偏离矫正模块配置用于响应于上述偏离距离大于预设偏移距离阈值，控制玩具汽车减速，当玩具汽车的当前行驶速度低于速度阈值时，控制玩具汽车驶向跑道中心。

为使玩具汽车更智能，上述装置还包括判定行驶方向模块，判定行驶方向模块根据前后两次读取的码值，结合编码规则，判定玩具汽车当前是顺时针方向行驶，还是逆时针方向行驶，在自动行驶模式下，用户将玩具汽车随意放在跑道上，玩具汽车自行调整方向为正方向行驶。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。