[发明专利]一种基于智能玩具实现互动七巧板游戏的方法

权利要求书

1.一种基于智能玩具实现互动七巧板游戏的方法，其特征在于，包括以下步骤： （1）查找所获取的图片轮廓：对图片进行平滑处理，分别取图像的每一个通道进行二值化和Canny算子边沿二值化，然后提取轮廓；每条轮廓包含一系列封闭的点集；

（2）优化图片轮廓线条：采用道格拉斯-普克算法，对轮廓线点集进行优化；

（3）参数过滤：由于七巧板包括等腰直角三角形和四边形两种彩色板，因而过滤出轮廓中顶点数为3和4且符合条件的轮廓；将所过滤出来的等腰直角三角形或四边形轮廓内像素点转换到HSV颜色空间，根据其平均HSV值与既定七巧板形状和HSV值比较从而过滤掉无关的等腰直角三角形或四边形；

（4）模板对比：根据已经找到的七巧板块之间的相对位置与一个关卡中七巧板摆放模板中七巧板块之间的相对位置进行比较，以此来确定是否有正确拼接的部分；如果不能确定则重新进入第一个步骤，如果能确定，则进入下一个步骤；

（5）图片角度、位置的确定：七巧板有正方形、等腰直角三角形和平行四边形三种形状；对于等腰直角三角形图形可以根据其顶点坐标计算每个角的cosine值来确定等腰直角三角形的直角所在，从而确定其在图片坐标中旋转方向；正方形图形和平行四边形图形如此类推；

（6）相对位置检测：如果已经有两块以上拼接正确的七巧板块，则可根据模板中板块之间的相对位置来检测拼接中的七巧板相应位置中是否有形状和颜色符合的七巧板块；如果结果跟模板一致则拼接正确，则停止并进入相关程序；如果结果跟模板不一致则拼接正确，则跳回第一个步骤，并在第一个步骤到最后一个步骤之间循环，直到七巧板拼接正确为止。

2.如权利要求1所述的基于智能玩具实现互动七巧板游戏的方法，其特征是：在第一个步骤中，所述图片从摄像头获得，并对获得的图片的大小进行分析；为了减少图片中噪点对后续处理的影响，对图片进行平滑处理，先进行高斯金字塔下采样，再进行上采样，采用的方法是先对图片进行高斯金字塔缩小然后再放大至原来大小。

3.如权利要求2所述的基于智能玩具实现互动七巧板游戏的方法，其特征是：在第二个步骤中，查找到的每一个图形轮廓为一系列的坐标点集合，将轮廓点集合包含的冗余的点坐标去除，优化得至每一个轮廓坐标点集合里的顶点坐标。

4.如权利要求3所述的基于智能玩具实现互动七巧板游戏的方法，其特征是：在第三个步骤中，七巧板块只有四边形和三边形两种，将优化后的轮廓坐标点集合中的顶点坐标数不是3或4的图片轮廓过滤清除。

5.如权利要求4所述的基于智能玩具实现互动七巧板游戏的方法，其特征是：在第四个步骤中，对已确定的符合条件的顶点坐标，在其所围成的图形区域内，将其从RGB颜色空间转换成HSV 颜色空间。

6.如权利要求5所述的基于智能玩具实现互动七巧板游戏的方法，其特征是：在第五个步骤中，对已确定的七巧板块，根据其顶点坐标将板子的方向加以分类，其中等腰直角三角形有4个方向形态，正方形有2种形态，平行四边形则有8种方向形态；对于板子方向形态的判断：对于等腰直角三角形，可根据直角顶点与其对边中点形成直线的斜率和此两点坐标关系来确定板子的旋转方向；对于正方形，可根据任意两相邻顶点所形成的线段的斜率来判断方向；对于平行四边形，根据任一顶点及其相邻两顶点所组成线段的斜率和长度来判断方向。