一种教育玩具套件及其敲击动作检测方法技术

本发明专利技术涉及计算机视觉检测处理技术领域，提供了一种教育玩具套件及其敲击动作检测方法，包括：支架、头盔探测器、底板和手鼓，并且支架安装于底板上，手鼓放置于底板上，头盔探测器安装于支架上，底板上方设置有第一凹槽；支架底部具有凸起，凸起安装在第一凹槽内，顶部具有第二凹槽和第三凹槽，第二凹槽用于放置平板电脑；头盔探测器安装于第三凹槽内；头盔探测器还包括：本体、第四凹槽、2个扇形块和凸面镜，第四凹槽位于本体内，在第四凹槽夹持平板电脑屏幕的端点处设置有凸面镜。本发明专利技术开发了手鼓游戏，增强动手能力，能够基于手鼓颜色差异，识别手鼓的面积信息，判断出手鼓是否被敲击的状态，增强游戏的趣味性以及互动性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机视觉检测处理
，特别涉及一种教育玩具套件及其敲击动作检测方法。
技术介绍
现在平板电脑上有许多有趣的幼教游戏应用程序或者儿童游戏，但往往只是让小朋友在屏幕上指指画画，互动性欠缺，长时间看着屏幕容易对眼睛造成伤害；而当下一些互动性强的传统性游戏玩具已经脱离了时代的发展，形式上无法满足孩子学习、玩耍的需求，也不便于孩子和家长的互动沟通。为了解决上述问题，计算机视觉与图像处理
成功地开发了一种教育玩具套件，包括：支架、头盔探测器，底板，在平板电脑内安装游戏程序，通过平板电脑的摄像头采集放置于平面上的底板的图像。上述的教育玩具套件虽然解决了平板电脑中游戏的互动性欠缺的问题，动手能力差，游戏模式单一。因此，计算机视觉与图像处理
急需一种教育玩具套件及其数字的识别方法，开发了手鼓游戏，增强动手能力，能够基于手鼓颜色差异，识别手鼓的面积信息，判断出手鼓是否被敲击的状态，增强游戏的趣味性以及互动性。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提供了一种教育玩具套件及其敲击动作检测方法，技术方案如下：一种教育玩具套件，包括：支架、头盔探测器、底板和手鼓，并且支架安装于底板上，手鼓放置于底板上，头盔探测器安装于支架上，底板上方设置有第一凹槽；支架底部具有凸起，凸起安装在第一凹槽内，顶部具有第二凹槽和第三凹槽，第二凹槽用于放置平板电脑；头盔探测器安装于第三凹槽内；头盔探测器，还包括：本体、第四凹槽、2个扇形块和凸面镜，并且第四凹槽位于本体内，用于夹持不同型号的平板电脑，在第四凹槽夹持平板电脑屏幕的端点处设置有凸面镜，凸面镜的另一端安装于头盔探测器边缘上，凸面镜与水平面夹角成锐角，第四凹槽夹持平板电脑屏幕的端点高于平板电脑的摄像头位置，2个扇形块位于凸面镜的2个边缘上，用于固定凸面镜和夹持平板电脑。优选的，在上述的一种教育玩具套件中，还包括：定位孔，设置于第三凹槽侧壁的纵向中心轴上。优选的，在上述的一种教育玩具套件中，手鼓为2个。优选的，在上述的一种教育玩具套件中，2个手鼓的颜色分别为紫色与青色。一种教育玩具套件中敲击动作检测方法，包括如下步骤：步骤一，在平板电脑中安装游戏程序，再将底板放置于平面上，2个不同颜色的手鼓分别放置于底板表面的左、右两侧，平板电脑的底端安装于第一凹槽内，通过第二凹槽将头盔探测器安装于平板电脑的顶端；步骤二，固定安装好后，通过平板电脑的前置摄像头实时采集手鼓的彩色图像，当手放置于手鼓上，未敲击时，则前置摄像头采集到一幅手鼓未被敲击的图像；当手放置于手鼓上进行敲击时，则前置摄像头采集到一幅手鼓处于敲击状态下的图像；将平板电脑前置摄像头所获取的彩色图像定义为Ixy，Ixy＝f(x，y)；其中，(x，y)表示图像像素点的位置坐标，f(x，y)表示图像的在(x，y)上的像素值；由于摄像头采集的图像为彩色图片，因此f(x，y)＝(Rxy，Gxy，Bxy)；其中，Rxy表示图像像素点在红色通道的色彩值，Gxy表示图像像素点在绿色通道的色彩值，Bxy表示图像像素点在蓝色通道的色彩值；步骤三，对步骤二中前置摄像头实时采集到的手鼓彩色图像进行检测，得出位于底板上左、右手鼓的敲击状态。优选的，在上述的一种教育玩具套件中敲击动作检测方法中，步骤三的具体步骤为：1)由于2个手鼓颜色不同，因此将步骤二中前置摄像头实时采集到的手鼓彩色图像分为左手鼓区域和右手鼓区域2个图像，并且提取出手鼓轮廓信息；2)通过提取出的手鼓轮廓信息，计算轮廓面积和中心点，并将轮廓面积与该中心点的面积阈值进行比较，得出左、右手鼓是否处于敲击状态。优选的，在上述的一种教育玩具套件中敲击动作检测方法中，步骤1)的具体步骤为：a)首先在平板电脑安装的游戏程序中预先定义手鼓可玩区域，然后通过图像分割方法将步骤二中前置摄像头实时采集到的手鼓彩色图像分为左手鼓区域和右手鼓区域2个感兴趣区域图像，左手鼓区域和右手鼓区域都处于预先定义的手鼓可玩区域内；b)因为手鼓的颜色在RGB颜色空间内不利于分割开来，对光照变化也比较敏感，所以，将提取出来的感兴趣区域图像由RGB颜色空间转换到侧重于色彩表示的HSV颜色空间，具体转换公式为：V＝max｛C(R′)、C(G′)、C(B′)｝；其中，H表示色调值，S表示饱和度值，V表示亮度值，max{C(R′)、C(G′)、C(B′)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种教育玩具套件，其特征在于，包括：支架、头盔探测器、底板和手鼓，并且所述支架安装于底板上，所述手鼓放置于底板上，所述头盔探测器安装于支架上，所述底板上方设置有第一凹槽；所述支架底部具有凸起，所述凸起安装在第一凹槽内，顶部具有第二凹槽和第三凹槽，所述第二凹槽用于放置平板电脑；所述头盔探测器安装于第三凹槽内；所述头盔探测器，还包括：本体、第四凹槽、2个扇形块和凸面镜，并且所述第四凹槽位于本体内，用于夹持不同型号的平板电脑，在所述第四凹槽夹持平板电脑屏幕的端点处设置有凸面镜，所述凸面镜的另一端安装于头盔探测器边缘上，所述凸面镜与水平面夹角成锐角，所述第四凹槽夹持平板电脑屏幕的端点高于平板电脑的摄像头位置，2个所述扇形块位于凸面镜的2个边缘上，用于固定所述凸面镜和夹持平板电脑。

【技术特征摘要】
1.一种教育玩具套件，其特征在于，包括：支架、头盔探测器、底板和手鼓，并且所述支架安装于底板上，所述手鼓放置于底板上，所述头盔探测器安装于支架上，所述底板上方设置有第一凹槽；所述支架底部具有凸起，所述凸起安装在第一凹槽内，顶部具有第二凹槽和第三凹槽，所述第二凹槽用于放置平板电脑；所述头盔探测器安装于第三凹槽内；所述头盔探测器，还包括：本体、第四凹槽、2个扇形块和凸面镜，并且所述第四凹槽位于本体内，用于夹持不同型号的平板电脑，在所述第四凹槽夹持平板电脑屏幕的端点处设置有凸面镜，所述凸面镜的另一端安装于头盔探测器边缘上，所述凸面镜与水平面夹角成锐角，所述第四凹槽夹持平板电脑屏幕的端点高于平板电脑的摄像头位置，2个所述扇形块位于凸面镜的2个边缘上，用于固定所述凸面镜和夹持平板电脑。2.根据权利要求1所述的一种教育玩具套件，其特征在于，还包括：定位孔，设置于所述第三凹槽侧壁的纵向中心轴上。3.根据权利要求1所述的一种教育玩具套件，其特征在于，所述手鼓为2个。4.根据权利要求3所述的一种教育玩具套件，其特征在于，2个所述手鼓的颜色分别为紫色与青色。5.一种教育玩具套件中敲击动作检测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，在平板电脑中安装游戏程序，再将底板放置于平面上，2个不同颜色的手鼓分别放置于底板表面的左、右两侧，平板电脑的底端安装于第一凹槽内，通过第二凹槽将头盔探测器安装于平板电脑的顶端；步骤二，固定安装好后，通过平板电脑的前置摄像头实时采集手鼓的彩色图像，当手放置于手鼓上，未敲击时，则前置摄像头采集到一幅手鼓未被敲击的图像；当手放置于手鼓上进行敲击时，则前置摄像头采集到...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜鹏，范旭，暴满粟，孙贤军，宿方琪，
申请(专利权)人：上海葡萄纬度科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31