用于目标物及智能设备之间的交互式通信的系统和方法
【专利说明】用于目标物及智能设备之间的交互式通信的系统和方法
1、发明领域
[0001]本发明涉及包括目标物的互动游戏，更具体地说，涉及用于目标物与智能设备之间的交互式通信的系统和方法。
[0002]2、现有技术的描述
[0003]近年来，交互式玩具已经变得越来越流行。孩子们喜欢玩能够与用户发出的不同动作或指令进行交流或对其做出响应的玩具。例如，孩子们喜欢与能够对他们做出回应或进行互动的玩偶或人偶进行互动。
[0004]此外，智能设备例如智能手机及平板电脑也已变得非常流行，以至于几乎每个成年人(以及许多青年人及大龄儿童)都拥有或使用至少一个或多个智能设备，不管是在家里还是在公共场合。
[0005]促进智能设备与目标物，例如玩具、人偶，玩偶或其它物体之间的交互活动，一直都很有必要。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供用于促进智能设备及目标物，例如玩具、玩偶、人偶或其它物体之间的互动的方法及系统。
[0007]为完成本发明的目的，提供了在目标物及智能设备之间进行交互式通信(单向或双向)的方法。
[0008]在一个实施例中，可以将信号从所述智能设备传送到所述目标物来控制所述目标物的可移动部位的移动。还可以将信号从所述智能设备传送到所述目标物并通过所述目标物的扬声器播放语音或音乐。此外，为响应于用户对所述目标物的触摸，所述目标物的扬声器可播放语音和/或音乐。从所述智能设备传送到所述目标物收发器的信号可以是音频信号，以便建立双向交互式实时通信。
[0009]依照本发明另一实施例，可以向所述目标物的麦克风输入语音指令，然后该语音指令从所述目标物传送到所述智能设备，使所述智能设备执行动作。所述动作可以是通过所述智能设备的扬声器播放所述语音命令，或者是通过所述智能设备的扬声器播放故事或菩Cf.曰O
【附图说明】
[0010]图1示出了依照本发明的系统的结构框图。
[0011]图2是图1中示出的隔离滤波电路的电路图。
[0012]图3是图1中示出的音频放大电路的电路图；
[0013]图4A至图4C为图1中示出的电机驱动电路的多个电路图。
[0014]图5是图1中示出的眼驱动电路的电路图。
[0015]图6示出了根据本发明的另一系统的结构框图。
[0016]图7是由图6中的系统实现的双向通信的基本原理的示意图。
[0017]图8和图9举例说明了由图6中的系统实现的双向通信。
[0018]图10示出了根据本发明又一系统的结构框图。
[0019]图11举例说明了包含多个目标物及智能设备的扩展的通信联系。
[0020]图12是本发明智能设备的基本元件的简单示意图。
[0021]优选实施例的具体描述
[0022]以下的详细描述是目前实施本发明的最佳预期模式。该描述并非被理解为具有限制性，而仅仅适用于说明本发明实施例的一般原则的目的。本发明的范围由所附的权利要求进行了最佳的限定。
[0023]本发明提供了一种目标物(例如玩具)，该目标物可响应于所接收的来自智能设备或其它输入装置的提示信息、消息、指示命令或其它类似的输入信号，进行移动或播放声音。该目标物产生的移动及声音为该物体对其接收到的输入信号的直接响应，或者该目标物产生的移动及声音与该物体接收到的输入信号相关。该目标物也可以把具有信息或指示命令等形式的指令或响应提供给该智能设备，激活该智能设备上的应用或程序。该智能设备与该目标物之间的通信可通过W1-Fi连接或蓝牙连接实现。本发明的一个目的在于促进该目标物及该智能设备之间的沟通，就像真实生活中人类之间的沟通及交流一样。
[0024]目标物
[0025]本发明图1示出了物体20，该物体20可以是玩偶、人偶、玩具或其它物体，用于与人类进行交流活动。该物体20具有通信模块22，该通信模块22可与连接到该物体20的输入装置及输出装置进行连接。
[0026]具体地，该输入设备包括三轴传感器24，、磁性按键26、按键矩阵28、以及麦克风30。该三轴传感器24可以是现有的陀螺仪或加速度计，以及如果该目标物20为玩偶或人偶，该三轴传感器24可放置于该人偶体内，以允许该目标物20作为方向盘或控制器被使用。如果该目标物20为玩偶或人偶，该磁性按键26可置于该目标物20的手上，以便支持用户选择功能。该按键矩阵28可被置于该目标物的任何位置，而且如果该目标物20为玩偶或人偶，该按键矩阵28可置于该目标物的手掌，以实现更自然的互动(即当握住该玩偶或人偶的手时，该按键矩阵28被激活)，或者置于该目标物的身体上。该按键矩阵28在功能上支持用户从许多命令或操作中选择，例如开启/关闭、模式改变、播放音乐、选择要讲的故事等等。该麦克风30将来自外部声源的声音输入，该通信模块22处理该输入的声音。
[0027]该输出设备包括扬声器32、一个或多个磁性眼34(如果该目标物20为玩具、玩偶或人偶)、以及适应于控制该目标物20的某些部分的移动的三通道电机88。例如，该三通道电机88可被用于控制该玩偶或人偶的臂部或头部。此外，可以将外部声音数据卡38连接到该通信模块22的解码模块60，以提供以及接收音频数据。
[0028]该通信模块22包括如下的连接到总线40的组件或电路:收发器42、时钟44、电源管理单元46、音频引擎48、随机存取存储器(RAM)/只读存储器(R0M)50、以及中央处理器52。该收发器42与用于接收及发送数据的天线54连接。该电源管理单元46连接LED及适配器。该LED提供指示灯，以及该适配器用于连接到电源，以及用于通过USB线缆上传或下载数据。电源56(例如电池)与电源管理单元46连接，以为该电源管理单元46供电。而且，该电源管理单元46为该音频引擎48供电，以实现音频信号的处理(即将音频信号转换为数据，或者将数据转换为音频信号)。
[0029]该通信模块22还包括输入/输出模块58、解码模块60、以及音频编码模块62。该输入/输出模块58接收来自三轴传感器24、按键26及按键28的输入、以及接收来自隔离的滤波电路64的输出。该输入/输出模块58向电机驱动电路提供用于控制该三通道电机88的输出信号，以及向磁性眼驱动电路68提供用于控制磁性眼34的输出信号。该解码模块60对来自该外部声卡38的音频数据进行解码。该音频编码模块62接收来自麦克风30的输入信号，以及向隔离滤波电路64及音频放大电路70提供输出信号。
[0030]该隔离滤波电路64的细节在图2中示出。当该隔离滤波电路64接收到来自该音频编码器62的音频电流时，该电阻80将限制该音频电流的流量及降低其电压，该电压之后被通过电容82输出以用于耦合，然后被输入到比较器78，比较器78将该输入信号“3”(该音频流的电压)与该输入信号“I”(参考电压)进行比较以决定该输入信号“3”是否为高电平信号或低电平信号(例如5千赫兹或I千赫兹)。该比较器78之后将向该输入/输出模块58输出合适的电频率。
[0031]图3示出了该音频放大电路70，其起到音频放大器及向扬声器32提供输出的功能。该音频放大电路具有集成电路84，该集成电路84起到放大声音及向扬声器32输出音频电流的作用。
[0032]电机驱动电路66对该三通道电机88实施控制，并在图4A至4C中被示出。图4A示出了控制左通道的电路，图4B示出了控制中间通道的电路，图4C示出了控制右通道的电路。每个电路均具有NPN型三极管、直流电机88，该直流电机88依照图4A至4C所示的方式与一电容及两个起滤波及阻流作用的电阻连接。当该三极管86接收到来自该输入/输出模块58的高电平时，该三极管86(起到开/关作用)会导通而使该电流被输送到该直流电机88。
[0033]该磁性眼驱动电路68在图5中示出，其起到控制磁性眼34眼球转动的作用。具体地，该磁性眼34可通过磁性线圈的磁化作用及消磁作用上下旋转。如果该目标物20为人偶、泰迪熊或玩偶，该目标物20可带有可旋转磁性眼34，该磁性眼34具有用于实现旋转运动的主轴。该磁性眼驱动电路68包括第一线圈I1、第二线圈12、处理器110、第一开关Ql、以及第二开关Q2。该处理器110包括方波输出端口 108。该供电端Vcc通过该第二开关Q2、第一线圈Il及第一开关Ql接地。该第一线圈Il及该第二线圈12并联。该第一电容Cl及该第二电容C2在该第一线圈Il的两端并联。该方波输出端口 108用于控制该第二开关Q2的开启或关闭。该第一电感LI与第二电感L2的公共端用于控制该第一开关Ql的开启或关闭。当该音频信号够强，并且该电机88旋转时，该Pl端输出高电平，该第一开关Ql被关闭。当该方波输出端口 108输出高电平时，该第二开关Q2被关闭；而当该方波输出端口 108输出低电平时，该第二开关Q2被开启，因此，该第一线圈Il及该第二线圈12间歇性地通电，从而产生间歇性地磁场。
[0034]在该磁性眼的插座两侧设有与主轴匹配的轴承，该主轴安设在该轴承内，以使该磁性眼可绕该主轴旋转。该磁性眼