一种基于蓝牙通信的交互式全息早教系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于蓝牙通信的交互式全息早教系统及方法,涉及体感控制的全息成像系统技术领域。本发明专利技术实现相同持续时间的全息成像过程所需存储空间显著减小；为实现具有响应式、无线缆、强交互特性智能早教机系统提供硬件基础，其电路系统利用更低功耗、集成度更高的模块，成本更低廉且设备实现的空间体积显著减小。

【技术实现步骤摘要】
一种基于蓝牙通信的交互式全息早教系统及其方法
本专利技术涉及体感控制的全息成像系统
，具体涉及一种基于蓝牙通信的交互式全息早教系统。
技术介绍
现在的智能早教机市场以故事讲读机和2D平面早教机为主，故事讲读机单纯以声音对话的形式进行交互，功能单一，内容乏味难以引发孩子的学习兴趣。而基于2D动画的智能早教机只能显示2D图像。大多数的早教机系统直接采用屏幕进行显示，只实现了早教机的功能却无法对孩子的健康进行保护，机器运行时所产生的电磁辐射、屏幕工作时产生的蓝光辐射均无法隔离且对孩子的健康产生了危害。全息投影是一种将三维画面悬浮在实景中成像技术，相比一般显示屏，营造了更亦幻亦真的氛围，效果奇特，具有强烈的立体纵深感、启发性，其所表现景象非常具有真实性，用全息投影实现早教将是很好的解决方案。基于金字塔结构全息成像的原理为金字塔结构表面的全息膜水平反射上方图像，而金字塔的倾斜角度可将拉伸图像还原为正常比例，所以呈现给观察者的图像则是悬浮在金字塔的内部，因此产生立体感。现有较为成熟的全息成像技术，一般是在通过大型展示柜内进行实现，或者在各类大型舞台上结合多个投影灯实现，其结构庞大、线缆众多，不便携，同时，展示柜成像单一，完全不适合儿童教育或使用。现有全息成像图像预先制作图像帧所占存储体积容量是普通摄像的上百倍，主要是成像过程全是通过不断刷新完整、新的图像帧，但是经过观察可以发现，大量相邻图像帧存在着较大的重复性，这主要是由于全息成像对象造成，例如，呈现一个全息讲课的人物时，其几秒内的像可能有一侧部位完全没有空间移动，在图像帧中即体现为该发光区域所呈现图像在相邻帧中相同，然而现有技术由于是每帧刷新整幅图像，对这些相同图像帧均进行了独立存储，那么即造成了大量冗余全息图像数据，占据超大存储空间，导致成本上升。
技术实现思路
针对上述现有技术，本专利技术目的在于提供一种基于蓝牙通信的交互式全息早教系统。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种基于蓝牙通信的交互式全息成像方法，包括以下步骤：步骤1、按金字塔全息成像像的衍射耦合关系分别定义对应四个发光区域的相对独立四部分全息数据，同时预置对应不同蓝牙遥控信号的控制指令集并定义控制指令对全息数据和语音数据的调用关系；步骤2、获取蓝牙遥控信号；步骤3、根据蓝牙遥控信号所对应的控制指令集，在每次根据控制指令调用全息数据时，在每个发光区域分别判断当前控制指令与相邻控制指令所调用全息数据是否相同，若相同，则令该发光区域等待其他发光区域更新全息数据后，由第一同步时钟将四块发光区域的全息数据转换为全息同步数据，再等待语音数据调用后，再用第二同步时钟对全息同步数据和语音数据进行选择，获得同步数据并将同步数据输出至成像端，跳转至步骤2，若不相同，进行步骤4；步骤4、等待四个发光区域全部更新全息数据后，由第三同步时钟将四块发光区域的全息数据转换为全息同步数据，再等待语音数据调用后，再用第二同步时钟对全息同步数据和语音数据进行选择，获得同步数据并将同步数据输出至成像端，跳转至步骤2。一种基于蓝牙通信的交互式全息早教系统,包括控制器；外存储器，用于存储语音数据和全息数据，连接至控制器；体感遥控，用于输出具有语音数据和全息数据的蓝牙遥控信号,语音数据为加载于蓝牙信号的全息早教本机语音模块控制信号数据，全息数据包含动作感应数据且是加载于蓝牙信号的全息早教本机显示模块控制信号数据；无线模块，接收蓝牙遥控信号且对应蓝牙遥控信号输出控制信号至控制器；显示模块，用于转换全息数据至投影光，包括至少4个呈中心对称、相对独立的发光区域；语音模块，通过由控制器所接收的控制信号选择地与显示模块同步；锥形全息成像结构，其顶点与显示模块对称中心同轴、其设置有与每个发光区域投影对准的成像板，成像板按锥形结构组合且耦合投影光为全息像；所述的控制器由控制信号选择地按语音数据和全息数据驱动显示模块投影锥形全息成像结构且选择地同步驱动语音模块。上述方案中，所述的控制器，选用ARM9处理器。上述方案中，所述的体感遥控包括处理模块、总线模块、六轴陀螺仪和蓝牙模块；所述的处理模块，通过总线模块连接六轴陀螺仪和蓝牙模块；所述的六轴陀螺仪，包括加速度传感器和三轴角速度传感器。上述方案中，所述的总线模块，包括IIC总线和UART串口。上述方案中，所述的处理模块，通过IIC总线和UART串口连接六轴陀螺仪，所述的六轴陀螺仪包括三轴加速度计和三轴陀螺仪。上述方案中，所述的显示模块，包括至少4块中心对称的同步显示屏、至少4个中心对称的同步投影仪或中心对称的一个显示屏。上述方案中，所述的锥形全息成像结构，选用金字塔成像结构。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：实现相同持续时间的全息成像过程所需存储空间显著减小；为实现具有响应式、无线缆、强交互特性智能早教机系统提供硬件基础，其电路系统利用更低功耗、集成度更高的模块，成本更低廉且设备实现的空间体积显著减小。附图说明图1为本专利技术的电路模块示意图；图2为本专利技术实施例中早教机本体外壳正视图；图3为本专利技术实施例中早教机本体外壳打开圆形顶盖后的俯视图；图4为本专利技术实施例中蓝牙体感遥控壳体正视图；图5为本专利技术实施例中蓝牙体感遥控壳体左视图。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。下面结合附图对本专利技术做进一步说明：实施例1一种基于蓝牙通信的交互式全息成像方法，包括以下步骤步骤1、按金字塔全息成像像的衍射耦合关系分别定义对应四个发光区域的相对独立四部分全息数据，同时预置对应不同蓝牙遥控信号的控制指令集并定义控制指令对全息数据和语音数据的调用关系；步骤2、获取蓝牙遥控信号；步骤3、根据蓝牙遥控信号所对应的控制指令集，在每次根据控制指令调用全息数据时，在每个发光区域分别判断当前控制指令与相邻控制指令所调用全息数据是否相同，若相同，则令该发光区域等待其他发光区域更新全息数据后，由第一同步时钟将四块发光区域的全息数据转换为全息同步数据，再等待语音数据调用后，再用第二同步时钟对全息同步数据和语音数据进行选择，获得同步数据并将同步数据输出至成像端，跳转至步骤2，若不相同，进行步骤4；步骤4、等待四个发光区域全部更新全息数据后，由第三同步时钟将四块发光区域的全息数据转换为全息同步数据，再等待语音数据调用后，再用第二同步时钟对全息同步数据和语音数据进行选择，获得同步数据并将同步数据输出至成像端，跳转至步骤2。将原来的整幅图像分为四部分分别存储，读取图像帧时，判断相邻帧变化情况，按需更新，这样既减小了全息图像数据存储所需空间，又降低了系统负担，增加了四部分每帧图像利用效率。一种基于蓝牙通信的交互式全息早教系统，包括体感遥控BTR，体感遥控BTR输出蓝牙遥控信号Sig_bt，蓝牙遥控信号Sig_bt包括语音数据Sig_voc和/或全息数据Sig_holo；电源P；控制器CTRL，由电源P驱动；外存储器S，用于存储语音数据Sig_voc和全息数据Sig_holo，连接至控制器CTRL；无线模块WLCM，包括用于与蓝牙遥控交互的蓝牙模块，接收蓝牙遥控信号Sig_bt且对应蓝牙遥控信号Sig_bt输出控制信号至控制器CTRL；显示模块PRJ，包括至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于蓝牙通信的交互式全息成像方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、按金字塔全息成像像的衍射耦合关系分别定义对应四个发光区域的相对独立四部分全息数据，同时预置对应不同蓝牙遥控信号的控制指令集并定义控制指令对全息数据和语音数据的调用关系；步骤2、获取蓝牙遥控信号；步骤3、根据蓝牙遥控信号所对应的控制指令集，在每次根据控制指令调用全息数据时，在每个发光区域分别判断当前控制指令与相邻控制指令所调用全息数据是否相同，若相同，则令该发光区域等待其他发光区域更新全息数据后，由第一同步时钟将四块发光区域的全息数据转换为全息同步数据，再等待语音数据调用后，再用第二同步时钟对全息同步数据和语音数据进行选择，获得同步数据并将同步数据输出至成像端，跳转至步骤2，若不相同，进行步骤4；步骤4、等待四个发光区域全部更新全息数据后，由第三同步时钟将四块发光区域的全息数据转换为全息同步数据，再等待语音数据调用后，再用第二同步时钟对全息同步数据和语音数据进行选择，获得同步数据并将同步数据输出至成像端，跳转至步骤2。

【技术特征摘要】
1.一种基于蓝牙通信的交互式全息成像方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、按金字塔全息成像像的衍射耦合关系分别定义对应四个发光区域的相对独立四部分全息数据，同时预置对应不同蓝牙遥控信号的控制指令集并定义控制指令对全息数据和语音数据的调用关系；步骤2、获取蓝牙遥控信号；步骤3、根据蓝牙遥控信号所对应的控制指令集，在每次根据控制指令调用全息数据时，在每个发光区域分别判断当前控制指令与相邻控制指令所调用全息数据是否相同，若相同，则令该发光区域等待其他发光区域更新全息数据后，由第一同步时钟将四块发光区域的全息数据转换为全息同步数据，再等待语音数据调用后，再用第二同步时钟对全息同步数据和语音数据进行选择，获得同步数据并将同步数据输出至成像端，跳转至步骤2，若不相同，进行步骤4；步骤4、等待四个发光区域全部更新全息数据后，由第三同步时钟将四块发光区域的全息数据转换为全息同步数据，再等待语音数据调用后，再用第二同步时钟对全息同步数据和语音数据进行选择，获得同步数据并将同步数据输出至成像端，跳转至步骤2。2.一种基于蓝牙通信的交互式全息早教系统,其特征在于，包括控制器；外存储器，用于存储语音数据和全息数据，连接至控制器；体感遥控，用于输出具有语音数据和全息数据的蓝牙遥控信号；无线模...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱峰，
申请(专利权)人：郑州本格计算机科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41