一种可横吹和竖吹具有智能算法的电子乐器的制作方法

本发明涉及一种电子乐器制造领域，可支持横吹和竖吹且具有智能算法的吹管电子乐器。

背景技术：

电子乐器是一种利用电子计算技术产生数据并转换成声音的乐器，乐器是由控制器和电路芯片组成。竹笛是一种横吹式的管乐器，通过吹奏口吐气来控制气压，按压管身的六个指孔来发出不同的音高。六孔洞箫则是竖吹式管乐器，与横吹式的竹笛不一样的是，吹奏口在管身的顶端，演奏时管身向下，且第六指孔在管的背面。具有智能算法的电子乐器是指融合了人工智能计算机编程方式的电子乐器，与其他电子乐器不同的是，具有智能算法的电子乐器能在设置模式下通过人工智能的计算机算法来学习并分析人类的演奏动作，且在演出模式下做出智能化的反馈。智能笛箫吹管是一种融合了电子乐器和智能算法的智能新型乐器，且演奏形式上采用了竹笛的横吹式和洞箫的竖吹式，这种首创双吹奏模式集成一体的智能新型乐器将从音色、演奏技巧和交互表演设计上发生重要变化，使得演奏更具多样化，降低学习难度，增强电子媒体交互表演效果。为此，本人发明设计出了一种可横吹和竖吹且具有智能算法的电子乐器。

技术实现要素：

针对现有的电子吹管制造技术所存在的不足，本发明提供一种采用多个传感器并对其进行智能算法，使之降低演奏难度和兼容人机交互的智能电子吹管。

本发明为实现上述目的所采用的技术步骤是：

步骤一：设计全新的吹管本体；设计吹管本体的顶端和前端各安装有吹奏口，顶端的为竖吹奏口，前端的为横吹奏口，前端的六个笛指孔设计有两个月牙式导电片环绕在指孔上下两端，底端有一个相同设计的箫指孔。管身上端有一个环形可触控的柔性oled彩色显示屏，且显示屏环绕管身。在吹管的本体内，安装有主控处理器芯片、触摸传感器、气压传感器、具有gps定位的三轴加速度陀螺仪和蓝牙wifi集成传输模块。气压传感器安装本体内底部，通过一根空心管连接吹奏口；触摸传感器安装在本体内中导电式指孔的背面；具有gps定位的三轴加速度陀螺仪安装在显示屏的旁边，用于定位乐器和获取乐器姿态。主控芯片与所有的传感器和按钮相连接，通过wifi无线网络传输模块与外部计算机传输数据，通过蓝牙模块无线传输音频信号至外部蓝牙接收器，如蓝牙音箱和蓝牙耳机等。

步骤二：上述所设计的导电式笛指孔和箫指孔通过指孔传导引脚相连于触摸传感器。演奏家通过本体上的七个导电式指孔，使用传统的六孔竹笛或六孔洞箫的演奏指法按压，主控芯片将根据指法智能地识别出所对应的音高。

步骤三：上述的环绕在上端管身的可触控柔性oled彩色显示屏用于设置移调或指法切换的控制功能。

步骤四：气压变化监测；当吹管本体内的气压传感器接收到吹气气压，将气压数据信号传送给主控芯片，并且气压数据可实时根据演奏家吹气气压的变化而改变，用于转换成控制音量和表情的强弱变化。

步骤五：交互舞台设计；具有gps定位的陀螺仪传感器可获取吹管本体的地理定位、三轴的姿态和三轴的加速度信息传送给主控处理器芯片，其数据可用来自定义电子交互媒体的设计动作，比如“舞台地理区域演奏数据转换”“等待指定横轴加速度时继续程序走带”、“超过指定纵轴高度时停止程序走带”、“跟随速度”、“三维空间变化”等等。

步骤六：通过数模转换器，从传感器接收到的模拟信号转换成数字信号，并发送至主控芯片处理器。经过自主开发的智能数据算法，将音高、气流表情以及位置姿态信息进行学习和分析，并做出智能数据反馈。通过智能反馈后的数据发送至声音合成芯片，并通过蓝牙无线输出声音数据，且主控芯片直接通过wifi无线模块对外输出midi、osc等数据，为提供外部第三方虚拟乐器插件使用。

本发明的有益效果：

本发明可支持横吹和竖吹的类似民族笛子和箫的电子乐器是国内外首次以横吹和竖吹为设计的电子吹管，同时满足以横吹为主的竹笛演奏和竖吹为主的洞箫演奏。利用智能计算机数据算法，在同一种指法内，可以实现智能移调和转调，不必学习其他调性的指法，大举降低了学习的难度。并通过其属于电子乐器，可使得竹笛和洞箫演奏家加入流行电子乐的创作和表演，吸引年轻一代的群众对中国民族乐器的热爱。

附图说明

图1是本智能电子吹管的结构示意图；

图2是图1的前段结构示意图；

图3是图1的后段结构示意图；

图4是图1的导电式指孔结构俯视图；

图5是图1的导电式指孔结构剖视图；

具体实施方式

以下结合附图实施对本发明作进一步详细描述。

如图1至图5所示的实施例，

图标号说明：智能电子吹管本体(1)、竖吹奏孔(2)、横吹奏孔(3)、笛指孔(4)、箫指孔(5)、可触控柔性oled彩色显示屏(6)、led灯环(7)、底部开关按钮(8)、气压传感器(9)、具有gps定位的三轴加速度陀螺仪(10)、主控处理芯片(11)、触控传感器(12)、箫指孔触控传感器(13)、非接触充电式锂电池(14)、蓝牙wifi集成传输模块(15)、指孔传导片(16)、指孔传导引脚(17)

如图1至图5所示，

本发明一种电子吹管，在关机状态下长按5秒图1所示本体中的底部开关按钮(8)，开启电源，由图3所示本体中的非接触充电式锂电池供电(9)，led灯环(7)亮起。演奏员通过竖吹奏口(2)或横吹奏口(3)吹气，通过笛指孔(4)或箫指孔(5)演奏乐曲；气压传感器(9)、触控传感器(11)和箫指孔触控传感器将气压数据和触控数据传送给主控处理芯片(11)。该主控处理芯片(11)与具有gps定位的三轴加速度陀螺仪(10)信号连接。主控处理芯片(11)根据气压传感器(9)、触控传感器(12)、箫指孔触控传感器(13)和具有gps定位的三轴加速度陀螺仪(10)的数据进行智能计算处理分析，根据气压传感器(9)的数据识别笛吹奏或箫吹奏，智能分析笛指法或箫指法。通过蓝牙wifi集成传输模块(7)使用wifi模式发送和接收外部电脑的数据传输，和使用蓝牙模式发送音频信号。

实施例中，笛指孔(4)和箫指孔(5)采用的是双半孔导电式发明设计，手指全部按住指孔时，即手指覆盖指孔周围的两瓣指孔传导片(16)时，识别为全闭孔指法，无手指按住指孔时识别为开孔指法，当手指只按住指孔周围任意一瓣的指孔传导片(16)时，识别为开半孔指法。此发明设计用于区分全音和半音的演奏法，以及适合不同方向演奏习惯的笛子演奏家。

实施例中，本发明一种电子吹管的演奏指法采用的是六孔笛和六孔箫的指法。可通过手指触摸滑动可触控柔性oled彩色显示屏(6)选择所需的调，如c/d/e/f/g/a/b调。在演奏模式下，通过触碰可触控柔性oled彩色显示屏(6)任意区块来切换自定义后的调的顺序，从而达到转调和移调的演奏。

实施例中，具有gps定位的三轴加速度陀螺仪(10)获取本体的位置信息，并输出x/y/z轴的位置数据及其加速度数据到主控处理芯片(11)，可作自定义为第三方触发设计，如触发音效、实时视频追踪效果、实时声音设计效果等交互类设计。gps定位模块可提供演奏家在舞台的不同区域演奏时，实时自定义的区块数据设置来追踪改变参数，为交互舞台设计提供区块表演。

实施例中，主控处理芯片(11)为bcm2835处理器。

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