基于背投幕投影的益智游戏装置、控制方法、介质及应用制造方法及图纸

本发明专利技术属于互动投影技术领域，公开了一种基于背投幕投影的益智游戏装置、控制方法、介质及应用，基于背投幕投影的益智游戏装置设置有背投幕；所述背投幕前方安装有摄像头，所述背投幕后方安装有投影仪，所述投影仪及摄像头连接控制主机；机械装置中包含微处理器，所述微处理器通过数据线连接蓝牙模块及电机马达，所述微处理连接电源驱动模块。本发明专利技术采用机械装置作为主要游戏道具，通过蓝牙技术进行数据传输，使用者能够更加真实的进行实体交互；采用PVC背投幕作为展示平面，PVC背投幕可将投影仪与参与者隔开，参与者在背投幕前操作不会影响到投影仪的投影效果，更能产生沉浸感；参与者在游戏过程中平视背投幕，减少对颈椎的不适反应。反应。反应。

【技术实现步骤摘要】
基于背投幕投影的益智游戏装置、控制方法、介质及应用


[0001]本专利技术属于互动投影
，尤其涉及一种基于背投幕投影的益智游戏装置、控制方法、介质及应用。

技术介绍

[0002]目前，随着游戏领域的飞速发展，各式各类的游戏层出不穷，人们对游戏的要求越来越高。然而传统游戏装置交互方式单一，缺少实体交互体验，游戏设计细节不够完善，导致游戏的沉浸感不足，也容易让参与者产生疑惑。现有的游戏装置多以电子屏幕作为主要展示面，且装置的操作过于局限，导致参与者游戏体验不友好，同时也容易造成参与者兴趣缺失。此外，常见的投影游戏装置是以桌面为投影载体，长时间容易造成使用者颈椎不适。大多游戏装置旨在刺激好玩，并没有学习意义。因此，亟需一种新的智能游戏装置。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0004](1)游戏装置交互方式单一，缺少实体交互体验，游戏设计细节不够完善。
[0005](2)游戏装置多以电子屏幕作为主要展示面，装置的操作过于局限。
[0006](3)常见的投影游戏装置是以桌面为投影载体，容易造成使用者颈椎不适；大多游戏装置旨在刺激好玩，并没有学习意义。
[0007]解决以上问题及缺陷的意义为：将互动投影的游戏装置进行改良，将背投幕作为投影载体。以一个保护动物的故事作为背景推动游戏剧情，结合实体道具使玩家产生沉浸感，在游戏过程中感受到更大的乐趣的同时，增强动物保护意识。

技术实现思路

[0008]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于背投幕投影的益智游戏装置、控制方法、介质及应用。
[0009]本专利技术是这样实现的，一种基于背投幕投影的益智游戏装置，所述基于背投幕投影的益智游戏装置，设置有：
[0010]背投幕；
[0011]所述背投幕前方安装有摄像头，所述背投幕后方安装有投影仪，所述投影仪及摄像头连接控制主机；
[0012]机械装置中包含微处理器，所述微处理器通过数据线连接蓝牙模块及电机马达，所述微处理连接电源驱动模块。
[0013]进一步，所述微处理器为Arduino Mega2560，所述蓝牙模块为HC
‑
05D，所述电机马达为DC3V
‑
6V。
[0014]进一步，所述背投幕采用PVC。
[0015]进一步，所述基于背投幕投影的益智游戏装置，还设置有机械杯子装置和泡沫积木；其中，所述机械杯子装置包括微处理器，与微处理器连接的蓝牙模块，与微处理器连接的电机马达，与电机马达相连的转盘，与微处理器连接的电源驱动模块。
[0016]本专利技术的另一目的在于提供一种应用所述的基于背投幕投影的益智游戏装置的基于背投幕投影的益智游戏装置的控制方法，所述基于背投幕投影的益智游戏装置的控制方法的实现包括以下步骤：
[0017]步骤一，将主控计算机与投影仪相连，通过电源或利用AC/DC转换器连接市电为微处理器供电；
[0018]步骤二，机械底座装置和机械杯子装置与主控计算机进行蓝牙通信，将从机械装置的微处理器中的得到图片数据结果发送至主控计算机。该蓝牙通信具体为：HC
‑
06蓝牙模块与主控计算机之间以9600波特率的进行字符串数据传输，并使用Python语言进行编译；
[0019]步骤三，主控计算机利用图像识别技术进行分析，具体分析方法为：首先，对图像进行灰度值转化并使用HSV色域表示；其次，设定颜色的阈值上限为(35，50，100)，设定颜色阈值的下限为(77，255，255)；其次，设定掩膜取值范围、使用双边滤波消除图片噪声并进行边缘识别；最后，进行使用霍夫圆检测算法识别图形，如果识别成功，则再获取图形的坐标和半径信息，再将结果通过蓝牙通信传送至微处理器，同时利用Socket通信传输至Unity3D游戏引擎；
[0020]步骤四，微处理器依据从主控计算机处传输的数据信息操控电机马达的转动；通过Unity3D游戏引擎，利用.NET的多线程串口通信技术和AI状态机技术实现主控计算机对投影场景的控制，该场景控制的实现方法为：使用LoadLevel函数进行场景加载，使用LoadLevelAdditiveAsync实现场景的无缝融合，使用预制体实现新场景的加载；
[0021]步骤五，经过主控计算机处理对投影场景产生实时改变，通过投影仪将主控计算机中构建的场景实时地投影到背投幕上。
[0022]所述步骤三主控计算机利用图像识别技术进行分析包括：
[0023](1)对图像进行灰度值转化并使用HSV色域表示；
[0024](2)设定颜色的阈值上限为(35，50，100)，设定颜色阈值的下限为(77，255，255)；
[0025](3)设定掩膜取值范围、使用双边滤波消除图片噪声并进行边缘识别：
[0026][0027][0028]在上述双滤波公式中，像素权重为G
r
，空间距离权重为G
s
。
[0029]本专利技术的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
[0030]将主控计算机与投影仪相连，通过电源或利用AC/DC转换器连接市电为微处理器供电；机械底座装置和机械杯子装置与主控计算机进行蓝牙通信，将从机械装置的微处理器中的得到图片数据结果发送至主控计算机；主控计算机利用图像识别技术进行分析，将分析数据结果通过蓝牙通信传送至微处理器，同时利用Socket通信传输至Unity3D游戏引擎；
[0031]微处理器依据从主控计算机处传输的数据信息操控电机马达的转动；通过
Unity3D游戏引擎，利用.NET的多线程串口通信技术和AI状态机技术实现主控计算机对投影场景的控制；经过主控计算机处理对投影场景产生实时改变，通过投影仪将主控计算机中构建的场景实时地投影到背投幕上。
[0032]本专利技术的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
[0033]将主控计算机与投影仪相连，通过电源或利用AC/DC转换器连接市电为微处理器供电；机械底座装置和机械杯子装置与主控计算机进行蓝牙通信，将从机械装置的微处理器中的得到图片数据结果发送至主控计算机；主控计算机利用图像识别技术进行分析，将分析数据结果通过蓝牙通信传送至微处理器，同时利用Socket通信传输至Unity3D游戏引擎；
[0034]微处理器依据从主控计算机处传输的数据信息操控电机马达的转动；通过Unity3D游戏引擎，利用.NET的多线程串口通信技术和AI状态机技术实现主控计算机对投影场景的控制；经过主控计算机处理对投影场景产生实时改变，通过投影仪将主控计算机中构建的场景实时地投影到背投幕上。
[0035]本专利技术的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于背投幕投影的益智游戏装置的控制方法，其特征在于，所述基于背投幕投影的益智游戏装置的控制方法包括以下步骤：步骤一，将主控计算机与投影仪相连，通过电源或利用AC/DC转换器连接市电为微处理器供电；步骤二，机械底座装置和机械杯子装置与主控计算机进行蓝牙通信，将从机械装置的微处理器中的得到图片数据结果发送至主控计算机；步骤三，主控计算机利用图像识别技术进行分析，将分析数据结果通过蓝牙通信传送至微处理器，同时利用Socket通信传输至Unity3D游戏引擎；步骤四，微处理器依据从主控计算机处传输的数据信息操控电机马达的转动；通过Unity3D游戏引擎，利用.NET的多线程串口通信技术和AI状态机技术实现主控计算机对投影场景的控制；步骤五，经过主控计算机处理对投影场景产生实时改变，通过投影仪将主控计算机中构建的场景实时地投影到背投幕上。2.如权利要求1所述的基于背投幕投影的益智游戏装置的控制方法，其特征在于，所述步骤二蓝牙通信包括：HC
‑
06蓝牙模块与主控计算机之间以9600波特率的进行字符串数据传输，并使用Python语言进行编译。3.如权利要求1所述的基于背投幕投影的益智游戏装置的控制方法，其特征在于，所述步骤三主控计算机利用图像识别技术进行分析包括：(1)对图像进行灰度值转化并使用HSV色域表示；(2)设定颜色的阈值上限为(35，50，100)，设定颜色阈值的下限为(77，255，255)；(3)设定掩膜取值范围、使用双边滤波消除图片噪声并进行边缘识别：(3)设定掩膜取值范围、使用双边滤波消除图片噪声并进行边缘识别：在上述双滤波公式中，像素权重为Gr，空间距离权重为Gs。(4)进行使用霍夫圆检测算法识别图形，如果识别成功，则再获取图形的坐标和半径信息，再将结果通过蓝牙通信传送至微处理器，同时利用Socket通信传输至Unity3D游戏引擎。其中，霍夫圆检测算法使用笛卡尔坐标系：(x
‑
a)2+(y
‑
b)2＝r2该算法在笛卡尔坐标系中追踪图像中每个点对于曲线的交点。若交于一点的曲线数量超过限定阈值，则判定此图像为一个圆。4.如权利要求1所述的基于背投幕投影的益智游戏装置的控制方法，其特征在于，所述步骤四场景控制的实现方法包括：使用LoadLevel函数进行场景加载，使用LoadLevelAdditiveAsync函数在后台以附加方式和异步方式加载关卡来实现场景的无缝切换，并使用预制体实现新场景的加载。5.一种实施权利要求1～4任意一项所述控制方法的基于背投幕投影的益智游戏装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴琴，姚嘉玉，刘远通，林劲轮，胡靖，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：发明
国别省市：