智能地球仪及地理信息展示方法与流程

[0001]
本申请涉及地理仪表技术领域，尤其涉及一种智能地球仪及地理信息展示方法。


背景技术：

[0002]
地球仪作为一种地理仪表，被广泛应用于科学教育领域，可以用于查询和学习地理知识，且地球仪通过在球体表面覆盖地图，以一种更加直观的方式展现出了地理特征和国家区域的分布。
[0003]
现有技术中，地球仪通常包括球体、支架、底座等部件，其中，球体利用支架固定在底座上，且球体可以相对于支架转动，支架上的转轴通常设置在球体地图的极地两端，以模拟地球的实际转动。
[0004]
然而，现有的地球仪需要通过人力驱动，且能够提供的地理信息有限，缺乏互动性。


技术实现要素：

[0005]
本申请提供一种智能地球仪及地理信息展示方法，能够实现地球仪的自动转动，并通过人机交互的形式提升地球仪的趣味性和互动性。
[0006]
第一方面，本申请提供一种智能地球仪，包括底座、地球仪本体、控制装置、驱动单元以及处理器，地球仪本体的表面设置有用于显示地理信息的地图，地球仪本体设置在底座上方，且可以相对于底座转动至不同位置；控制装置包括用户输入单元，用户输入单元用于接收用户输入的地理位置信息；驱动单元用于驱动地球仪本体转动；处理器与控制装置和驱动单元电连接，用于根据接收到的地理位置信息控制驱动单元驱动地球仪本体转动，以使地球仪本体调整至地理位置信息对应的展示位置，由此实现地球仪的自动转动，并通过人机交互的形式提升地球仪的趣味性和互动性。
[0007]
作为一种可选的方式，控制装置还包括地理信息采集单元，地理信息采集单元包括传感器和设置于地球仪本体的地图上的多个特征点，不同特征点对应于地球仪本体上的不同地理位置，传感器和底座相对固定，且传感器和处理器电连接，用于对地图上的特征点进行识别。
[0008]
其中，处理器根据传感器识别出的特征点获得地球仪本体相对于底座的当前位置，并根据当前位置和用户输入单元输入的地理位置信息将地球仪本体调整至接收到的地理位置信息对应的展示位置。
[0009]
作为一种可选的方式，地球仪本体上的特征点为印刷在地图表面的微型识别码，设置在底座上的传感器可以通过识别微型识别码判断地球仪本体当前的姿态。
[0010]
作为一种可选的方式，用户输入单元为用于接收用户输入的语音信息的语音输入组件，语音输入组件包括多个麦克风，多个麦克风均匀周向阵列设置在底座上，从而可以接收从各个角度传来的语音信息，并且可以利用声源定位技术判断出发出语音信息的声源的方位。
[0011]
作为一种可选的方式，驱动单元包括重力球和转轴组件，重力球设置在地球仪本体的内部，且重力球位于地球仪本体的球心，并通过转轴组件与地球仪本体的内壁连接，重力球内置有动力件，动力件用于驱动转轴组件，转轴组件用于带动地球仪本体转动，从而实现地球仪本体与重力球的相对转动。
[0012]
其中，转轴组件包括第一转动轴和第二转动轴，第一转动轴和第二转动轴相互垂直设置，以使地球仪本体可以万向转动。
[0013]
作为一种可选的方式，底座上设置有第一磁性体，重力球上设置有第二磁性体，第一磁性体与第二磁性体的具有相反的极性，以通过斥力将地球仪本体悬浮设置在底座上方。
[0014]
作为一种可选的方式，本申请提供的智能地球仪还包括语音播报单元，语音播报单元和处理器电连接，用于播报与地理位置信息对应的指示语音，从而实现用户与智能地球仪之间的互动。
[0015]
第二方面，本申请提供一种地理信息展示方法，包括：接收用户输入的地理位置信息；根据地理位置信息转动地球仪本体，以使地球仪本体调整至地理位置信息对应的展示位置，可以实现地球仪的自动转动，并通过人机交互的形式提升地球仪的趣味性和互动性。
[0016]
本申请提供一种智能地球仪及地理信息展示方法，其中智能地球仪包括底座、地球仪本体、控制装置、驱动单元以及处理器，地球仪本体的表面设置有用于显示地理信息的地图，地球仪本体设置在底座上方，且可以相对于底座转动至不同位置；控制装置包括用户输入单元，用户输入单元用于接收用户输入的地理位置信息；驱动单元用于驱动地球仪本体转动；处理器与控制装置和驱动单元电连接，用于根据接收到的地理位置信息控制驱动单元驱动地球仪本体转动，以使地球仪本体调整至地理位置信息对应的展示位置。本申请提供的智能地球仪可以实现地球仪的自动转动，并通过人机交互的形式提升地球仪的趣味性和互动性。
[0017]
除了上面所描述的本申请解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本申请提供的智能地球仪所及地理信息展示方法能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。
附图说明
[0018]
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]
图1为本申请实施例提供的智能地球仪的结构示意图；
[0020]
图2为本申请实施例提供的智能地球仪的俯视图；
[0021]
图3为本申请实施例提供的智能地球仪的原理框图；
[0022]
图4为本申请实施例提供的地理信息展示方法的流程图。
[0023]
附图标记说明：
[0024]
10-底座；
[0025]
11-第一磁性体；
[0026]
20-地球仪本体；
[0027]
30-控制装置；
[0028]
31-用户输入单元；
[0029]
311-麦克风；
[0030]
32-地理信息采集单元；
[0031]
321-传感器；
[0032]
40-驱动单元；
[0033]
41-重力球；
[0034]
42-转轴组件；
[0035]
421-第一转动轴；
[0036]
422-第二转动轴；
[0037]
51-第一处理器；
[0038]
52-第二处理器；
[0039]
60-语音播报单元。
具体实施方式
[0040]
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0041]
首先，本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本申请的技术原理，并非旨在限制本申请的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。
[0042]
其次，需要说明的是，在本申请的描述中，术语“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或构件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0043]
此外，还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个构件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0044]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0045]
地球仪作为一种地理仪表，被广泛应用于科学教育领域，可以用于查询和学习地理知识，且地球仪通过在球体表面覆盖地图，以一种更加直观的方式展现出了地理特征和
国家区域的分布。
[0046]
现有技术中，地球仪通常包括球体、支架、底座等部件，其中，球体利用支架固定在底座上，且球体可以相对于支架转动，支架上的转轴通常设置在球体地图的极地两端，以模拟地球的实际转动。
[0047]
然而，现有的地球仪需要通过人力驱动，且能够提供的地理信息有限，缺乏互动性。
[0048]
本申请实施例提供了一种智能地球仪及地理信息展示方法，能够实现地球仪的自动转动，并通过人机交互的形式提升地球仪的趣味性和互动性。
[0049]
实施例一
[0050]
图1为本申请实施例提供的智能地球仪的结构示意图，图2为本申请实施例提供的智能地球仪的俯视图，图3为本申请实施例提供的智能地球仪的原理框图，如图1至图3所示，本实施例提供的智能地球仪包括底座10、地球仪本体20、控制装置30、驱动单元40以及处理器，地球仪本体20的表面设置有用于显示地理信息的地图。
[0051]
其中，地球仪本体20设置在底座10的上方，且可以相对于底座10转动至不同位置，控制装置30包括用户输入单元31，用户输入单元31用于接收用户输入的地理位置信息；驱动单元40用于驱动地球仪本体20转动；处理器与控制装置30和驱动单元40电连接，用于根据接收到的地理位置信息控制驱动单元40驱动地球仪本体20转动，以使地球仪本体20调整至地理位置信息对应的展示位置，从而实现地球仪的自动转动。
[0052]
具体的，用户输入单元31接受到的地理位置信息会对应地球仪本体20表面地图上的一个地理位置点，且该地理位置点可以由经纬度数值来表示，同时接受到的地理位置信息表明用户需要在地球仪本体20表面的地图上查看该地理为支点，而驱动单元40可以驱动地球仪本体20转动，使得地球仪本体20转动至展示位置以便于用户查看。
[0053]
需要说明的是，在本申请实施例中，用户输入单元31接收到的信息可以是多种形式，既可以是语音信息，也可以是通过触摸屏输入的文字信息，而接收到的地理位置信息可以是具体的地理位置名称，例如“国家名称”、“山脉名称”等，也可以是某种具体的地理话术，例如“世界上最高的山峰”、“世界上最大的沙漠”等，而输入的地理位置信息会传递给处理器，处理器可以以此识别出该地理位置信息所对应的具体地理位置的经纬度坐标，即识别出在地球仪本体20上所对应的具体位置，其后处理器可以发送控制信号给驱动单元以驱动地球仪本体转动。此外，需要说明的是用户所输入的地理位置信息的语言或文字，可以是已知的各种语言或文字中的一种，或多种的组合，本实施例对此不作具体限制。
[0054]
作为一种可选的方式，控制装置30还包括地理信息采集单元32，地理信息采集单元32包括传感器321和设置于地球仪本体20的地图上的多个特征点，不同特征点对应于地球仪本体20上的不同地理位置，传感器321和底座相对固定，且传感器321和处理器电连接，用于对地图上的特征点进行识别，从而将获得的特征点的信息传递给处理器。
[0055]
具体的，传感器321可以设置在底座10上并与地球仪本体20相对，而处理器根据传感器321识别出的特征点的信息可以判断出传感器321当前所正对的地球仪本体20的位置，即判断出当前地球仪本体20相对于底座10的姿态，并根据当前地球仪本体20的位置和用户输入单元31输入的地理位置信息将地球仪本体20调整至接收到的地理位置信息对应的展示位置。
[0056]
需要说明的是，地理信息采集单元32所采集到的地球仪本体20当前的位置信息是作为一个参照，即需要在此基础上结合用户输入单元31所接受到的目标地理位置的信息，判断出地球仪本体20由当前位置转动到将目标位置需要转动的角度和方向，其中，目标位置是指地理位置信息在地图上对应的特征点展示到用户所在方位时地球仪本体20所处于位置。
[0057]
作为一种可选的方式，传感器321可以为红外光传感器，而地球仪本体20上的特征点为印刷在地图表面的微型识别码，红外光传感器可以向地球仪本体20的表面照射红外光并识别出微型识别码，并将微型识别码的信息传递给处理器，不同位置的微型识别码对应不同经纬度坐标的地理位置，处理器由此可以做出识别。
[0058]
作为另一种可选的方式，传感器321可以为视觉传感器，可以通过摄像头对地球仪本体20表面的地图的图案进行拍摄识别，并将识别出的图案信息传递给处理器，处理器根据接收到的图案信息可以判断出此时传感器321正对的地球仪本体20表面的位置，从而判断出地球仪本体20当前的姿态信息。
[0059]
需要说明的是，地理信息采集单元32的目的在于识别出地球仪本体20的当前位置信息，从而处理器可以基于此信息结合用户输入单元31输入的地理位置信息判断出驱动单元40需要转动的角度和方向，因此，地理信息采集单元32也可以采用其他的位置识别方式，例如光栅位置识别、触点识别等，本申请实施例对此不作具体限定。
[0060]
作为一种可选的方式，用户输入单元31为用于接收用户输入的语音信息的语音输入组件，语音输入组件包括多个麦克风311，多个麦克风311均匀周向阵列设置在底座10上。
[0061]
具体的，多个麦克风311设置在底座10的边缘，并可以同时接受来自用户的语音信息，周向排列的多个麦克风311可以通过声源定位技术识别出用户的语音信息传播的方向，即确定发出语音信息声源的位置，这样可以确定用户所在的方位，而用户所在方位是地球仪本体20上的目标位置需要朝向的方位，及用户输入单元31接收到的地理位置信息中，相应的地理位置在地球仪本体20上对应的经纬度坐标点需要朝向用户所在的方向。
[0062]
此外，麦克风311形成的阵列可以同步接收语音信息，从而能够识别周向360
°
任意方向传递的语音信息，而形成麦克风311的数量可以在空间允许的条件下尽可能的多，从而提高对声源位置的判定精度。具体的，麦克风311形成的阵列对声源的定位可以是利用时间差的原理，即通过计算声源发出的语音信息达到各个麦克风311的时间差来对声源进行定位，这种方式需要的麦克风311的数量相对较少且易于实现。当然在本实施例中也可以采用声强探头等其他声源识别方式，本申请对此不作具体限定，且声源定位技术具体原理及识别算法，均为现有技术，在此不做赘述。
[0063]
作为一种可选的方式，驱动单元40包括重力球41和转轴组件42，重力球41设置在地球仪本体20的内部，且重力球41位于地球仪本体20的球心位置，并通过转轴组件42与地球仪本体20的内壁连接，重力球41内置有动力件，动力件用于驱动转轴组件42，转轴组件42用于带动地球仪本体20转动，从而实现地球仪本体20与重力球41的相对转动。
[0064]
具体的，转动轴组件42包括第一转动轴421和第二转动轴422，第一转动轴421和第二转动轴422相互垂直设置，且第一转动轴421和第二转动轴422分别与重力球41上的不同的动力件连接，即第一转动轴421和第二转动轴422可以独立转动，从而实现地球仪本体20的万向转动，这样，便可以将地球仪本体20表面地图上对应的任意一点转动至与用户所在
方位相对的展示位置。
[0065]
可选的，重力球41内置的动力件可以是电机，且电机可以为两个，并分别驱动第一转动轴421和第二转动轴422，电机的输出轴分别与第一转动轴421和第二转动轴422的一端固定，而第一转动轴421和第二转动轴422的另一端则分别与地球仪本体20的通过离合器固定，即在第一转动轴421带动地球仪本体20转动时，第二转动轴422处于与地球仪本体20的内壁分离的状态，相应的，当第二转动轴422带动地球仪本体20转动时，第一转动轴421处于与地球仪本体20的分离状态。此处，以底座10为参照，由于力的作用是相互的，在地球仪本体20转动时，重力球41也会相对于地球仪本体20转动，即地球仪本体20与重力球41会相对于底座向相反的方向转动。此时，地理信息采集单元32会实时识别其所对应的地球仪本体20上的特征点，判断出地球仪本体20相对于底座10的位置，从而判断出地球仪本体20是否转动到了目标展示位置。
[0066]
需要说明的是，转轴组件42除了作为重力球41驱动地球仪本体20相对转动的连接件外，其还起到将重力球41支撑在地球仪本体20内部的作用，在第一转动轴421带动地球仪本体20转动时，第一转动轴421其支撑作用，而当第二转动轴422带动地球仪本体20转动时，第二转动轴422起支撑作用，而对于地球仪本体20与重力球41同时相对于底座10以相反方向运动的具体实现方式，下面将会详细说明。
[0067]
作为一种可选的方式，底座10上设置有第一磁性体11，重力球41上设置有第二磁性体，第一磁性体11与第二磁性体的具有相反的极性，以通过斥力，克服地球仪本体20以及驱动单元40的重力，将地球仪本体20悬浮设置在底座10上方。
[0068]
具体的，底座10朝向地球仪本体20的一面设置有弧形凹槽，且该弧形凹槽的形状与地球仪本体20的外轮廓向匹配，第一磁性体11设置在该弧形凹槽的底部，而由于第一磁性体11和第二磁性体的斥力需要与地球仪本体20及其中的驱动单元40的总重量达到平衡，地球仪本体20相对于底座10的悬浮高度可以根据磁场的强度来进行调节。
[0069]
可选的，第一磁性体11可以是由分布在底座上的多个电磁铁组成，而第二磁性体可以是设置在重力球41内的永磁体，当地球仪本体20在底座10上方的位置产生偏差时，可以通过调节相应偏差方向的电磁铁所产生磁场的强弱，对地球仪本体20的位置进行更正。
[0070]
作为一种可选的方式，本申请提供的智能地球仪还包括语音播报单元60，语音播报单元60和处理器电连接，用于播报与地理位置信息对应的指示语音。
[0071]
具体的，语音播报单元60可以安装在底座10上，处理器根据用户输入单元31输入的地理位置信息得到相应位置的经纬度位置，从而判断出用户想要了解的地理信息内容，并通过语音播报单元60以指示语音的形式进行播报。
[0072]
可选的，语音播报单元60所播报的语音信息可以包括地理知识介绍、背景音乐等，从而提高智能地球仪人机交互的互动性与趣味性，而播报的指示语音可以是存储在处理器内部自带的储存模块中，也可以是储存在云端，处理器可以通过无线通讯的方式从云端进行自动下载，本申请实施例对此不作具体限制。
[0073]
需要说明的是，在本申请实施例中，处理器可以有两个，具体包括第一处理器51和第二处理器51，其中，第一处理器51设置底座上，第二处理器52设置在驱动单元40内，第一处理器51和第二处理器52可以通过无线通讯的方式进行信息交互，即第一处理器51将地球仪本体20需要转动的信号传递给第二处理器52，第二处理器52控制驱动单元40带动地球仪
本体20转动，而第二处理器52可以将相应的转动参数反馈给第一处理器51，由此形成闭环反馈调节，提高对地球仪本体20的控制精度。第一处理器51和第二处理器52采用的无线通讯方式可以是蓝牙(bluetooth)、无线网络(wireless fidelity，wi-fi)、超宽屏(ultra wide band、uwb)等常用的近距离无线通讯方式，本申请实施例对此不作具体限定。
[0074]
本实施例提供智能地球仪包括底座、地球仪本体、控制装置、驱动单元以及处理器，地球仪本体的表面设置有用于显示地理信息的地图，地球仪本体设置在底座上方，且可以相对于底座转动至不同位置；控制装置包括用户输入单元，用户输入单元用于接收用户输入的地理位置信息；驱动单元用于驱动地球仪本体转动；处理器与控制装置和驱动单元电连接，用于根据接收到的地理位置信息控制驱动单元驱动地球仪本体转动，以使地球仪本体调整至地理位置信息对应的展示位置。本申请提供的智能地球仪可以实现地球仪的自动转动，并通过人机交互的形式提升地球仪的趣味性和互动性。
[0075]
实施例二
[0076]
本实施例提供一种地理信息展示方法应用于实施例一的智能地球仪中，图4为本实施例提供的地理信息展示方法的流程图，如图4所示，本申请提供的地理信息展示方法，包括：
[0077]
s101、接收用户输入的地理位置信息。
[0078]
具体的，用户输入单元接收到的信息可以是多种形式，既可以是语音信息，也可以是通过触摸屏输入的文字信息，而接收到的地理位置信息可以是具体的地理位置名称，也可以是某种具体的地理话术。
[0079]
s102、获得地球仪本体的当前位置。
[0080]
具体的，通过地理信息采集单元对地球仪本体上预设位置的特征点进行识别，以确定特征点对应的地理位置信息，其中，地球仪本体上具有多个特征点，不同特征点对应不同地理位置。根据位于预设位置的特征点所对应的地理位置信息，即可确定地球仪本体的当前位置。
[0081]
s103、确定用户相对于地球仪本体的位置。
[0082]
利用地球仪本体上多个不同位置的麦克风对用户进行音源定位，以确定用户相对于地球仪本体的位置。
[0083]
s104、根据地理位置信息转动地球仪本体。
[0084]
具体的，根据地理位置信息确定地球仪本体需要调整到的展示位置。其中，地球仪本体位于地理位置信息对应的展示位置时，地理位置信息在地球仪本体上对应的位置面向用户，从而使得用户可以直观查看其输入的地理位置信息对应的地图。
[0085]
根据地理位置信息中对应的展示位置和地球仪本体的当前位置转动地球仪本体，以使地球仪本体从当前位置调整至展示位置，其中，地球仪本体位于展示位置时，地理位置信息对应的特征点面向用户所在的方位。
[0086]
s105、播报与地理信息对应的指示语音。
[0087]
具体的，播报的语音信息可以包括地理知识介绍、背景音乐等，从而提高智能地球仪人机交互的互动性与趣味性，而播报的指示语音可以是存储在处理器内部自带的储存模块中，也可以是储存在云端，处理器可以通过无线通讯的方式从云端进行自动下载。
[0088]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽
管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

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