一种智能骰子充电仓、智能骰子娱乐系统及其工作方法与流程

本发明属于智能娱乐设备，具体涉及一种智能骰子充电仓、智能骰子娱乐系统及其工作方法。

背景技术：

1、骰子作为一种历史悠久的随机数生成工具，广泛应用于桌面游戏、角色扮演游戏、酒吧娱乐及线上互动游戏等多种场景。随着电子技术和传感器技术的发展，电子骰子和智能骰子逐渐进入市场，为传统骰子游戏带来了自动化和数字化的体验。

2、目前，市面上已有一些具备基本电子功能的骰子产品及相关方案。例如，公开号为cn114748865a的中国专利公开了一种智能骰子，其外壳内设置有加速度传感器，通过采集重力加速度的矢量数据，在投掷静止后根据重力方向判定朝上的点数，并通过无线方式将点数信息发送至用户控制端；该方案解决了传统骰子需要人工读取点数的不足，实现了点数自动识别和远程传输。

3、然而，上述现有方案中，智能骰子采集到点数结果后，通常直接通过无线方式（如蓝牙）发送至手机或平板电脑等用户控制端进行处理和显示。在实际使用中，尤其是在桌游聚会、酒吧娱乐或多人游戏等场景下，这种“骰子直连手机”的架构存在若干不足之处：

4、（1）交互体验的局限性，即当多个玩家共用一套骰子时，点数结果仅显示在其中一人的手机上，其他玩家无法直观和同步地获取投掷结果，缺乏公平性和共同参与感；手机屏幕在弱光或嘈杂环境下也可能存在可视性不足的问题；

5、（2）反馈手段单一，即现有方案中，骰子本身仅具备简单的led（light-emittingdiode light，发光二极管）发光功能，用于装饰或指示工作状态，无法根据点数结果、游戏进程或玩家身份进行丰富的视觉和听觉反馈；并且现有方案仅能在骰子投掷完成并静止后对最终点数结果进行反馈，无法对投掷过程中的运动事件（如滚动、碰撞、自由落体和趋于静止等）进行实时识别与即时反馈，缺乏全流程的沉浸式交互体验，在诸如酒吧、夜店和/或桌游等娱乐场景下难以营造足够渲染力的游戏氛围；

6、（3）缺乏系统化的规则管理与设备协同，即智能骰子往往需要配套特定的应用程序才能发挥完整功能；游戏规则的设置和灯效主题的切换等操作均依赖手机，当骰子独立使用时，无法脱离手机执行复杂的规则判定和多设备联动；并且现有方案中游戏规则的计算与执行依赖手机在线处理，无法实现规则的离线缓存与独立执行，使用场景受限于手机的可连接状态；

7、（4）骰子端续航能力受限，即现有架构下，智能骰子需自行处理游戏规则判定、与手机保持持续通信、接收和解析配置指令等任务，计算负载和通信负载较大，导致骰子端功耗较高；受限于骰子内部有限的空间和电池容量，续航能力成为制约智能骰子长时间连续使用的重要因素。

8、此外，市面上还存在一些骰子收纳盒或充电盒产品，例如公开号为cn216703317u的中国实用新型专利公开了一种可充电的发光骰子组件，其充电盒可为骰子充电。然而，此类充电盒仅承担存放和充电的被动功能，不具备数据处理、游戏规则管理或与其他设备联动的能力，无法作为游戏控制终端参与游戏过程。

9、因此，如何提供一种能够克服上述至少一种技术问题的智能骰子充电仓及智能骰子娱乐系统，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种智能骰子充电仓、智能骰子娱乐系统及其工作方法，用以解决现有智能骰子产品及相关方案所存在交互体验有限、反馈手段单一、缺乏系统化的规则管理与设备协同和/或骰子端续航能力受限的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种智能骰子充电仓，包括有仓体、无线通信模块、音视频播放模块和主控模块，其中，所述仓体设置有用于容纳至少一个智能骰子的收纳腔，并具有为所述智能骰子进行充电的充电模块；

4、所述无线通信模块，用于与所述智能骰子建立无线连接，以接收由所述智能骰子发送的骰子投掷结果数据，并向所述智能骰子发送控制指令；

5、所述主控模块，分别通信连接所述无线通信模块和所述音视频播放模块，用于在收到由所述无线通信模块中转而来的所述骰子投掷结果数据后，基于预先存储的游戏规则的初始配置数据和/或外部配置数据，生成与所述骰子投掷结果数据对应的音视频内容和灯效控制指令，并驱动所述音视频播放模块播放所述音视频内容，以及控制所述无线通信模块向所述智能骰子发送所述灯效控制指令。

6、基于上述 技术实现要素： ，提供了一种具备数据处理及游戏规则管理等增强功能的充电仓新方案，即包括仓体、无线通信模块、音视频播放模块和主控模块，所述主控模块分别通信连接所述无线通信模块和所述音视频播放模块；一方面，通过充电仓内置主控模块并预先存储或缓存游戏规则，使充电仓作为离线规则执行中心，承担规则管理、音视频播放和灯效联动控制功能，手机仅用于下载和配置规则/主题，充电仓在完成配置同步后即可脱离手机独立运行，降低了系统对手机的依赖，实现了“手机下载→仓体缓存→离线执行”的分布式规则管理架构，实现了去中心化的离线游戏体验；另一方面，所述主控模块在收到由所述无线通信模块中转而来的、来自所述智能骰子的骰子投掷结果数据后，基于预先存储的游戏规则的初始配置数据和/或外部配置数据，生成与所述骰子投掷结果数据对应的音视频内容和灯效控制指令，驱动所述音视频播放模块播放所述音视频内容，并控制所述无线通信模块向所述智能骰子发送所述灯效控制指令，如此可使充电仓作为系统主控中心，承担规则管理、音视频播放和灯效联动控制功能，降低了骰子端功耗，延长了续航时间，并提供了多模态的游戏交互体验，便于实际应用和推广。

7、在一个可能的设计中，还包括有通信连接所述主控模块的另一无线通信模块，其中，所述另一无线通信模块用于与外部的移动终端建立无线连接，以接收由所述移动终端发送的规则条款配置数据和/或灯效主题配置数据；

8、所述主控模块，还用于将由所述另一无线通信模块中转而来的所述规则条款配置数据和/或所述灯效主题配置数据作为所述外部配置数据，以更新或替换已存储的游戏规则的规则条款和/或灯效主题。

9、在一个可能的设计中，当所述无线通信模块与游戏绑定的多个智能骰子建立无线连接时，基于预先存储的游戏规则的初始配置数据和/或外部配置数据，生成与所述骰子投掷结果数据对应的音视频内容和灯效控制指令，包括：

10、基于预先存储的游戏规则的初始配置数据和/或外部配置数据，对来自所述多个智能骰子且与所述多个智能骰子一一对应的多个骰子投掷结果数据进行组合判定，并根据组合判定结果生成与所述多个骰子投掷结果数据对应的音视频内容和灯效控制指令。

11、在一个可能的设计中，所述主控模块还用于：

12、接收与各智能骰子的过程状态数据对应的设备标识、采样序号和时间同步数据；

13、根据所述设备标识对来自不同智能骰子的过程状态数据进行分组，并根据所述采样序号对同一智能骰子的过程状态数据进行去重和排序；

14、根据所述时间同步数据确定各智能骰子的本地时间相对于所述智能骰子充电仓的参考时间的时间偏差，并基于所述时间偏差将各智能骰子的运动事件映射至统一参考时间轴；

15、将预设关联时间窗口内生成离手事件的多个智能骰子确定为属于同一投掷轮次；

16、根据属于同一投掷轮次的多个智能骰子的离手事件、第一次撞击事件、反弹事件和/或静止事件在所述统一参考时间轴上的时间关系，生成近同时投掷事件、顺序投掷事件、近同时撞击事件、先后撞击事件、近同时静止事件和/或顺序静止事件；

17、在属于同一投掷轮次的多个智能骰子均生成静止事件或所述投掷轮次达到预设超时时长后，根据所述多个智能骰子的点数结果和运动事件生成组合判定结果，并生成对应的音视频内容和灯效控制指令。

18、在一个可能的设计中，所述音视频播放模块包括显示器和播音器，所述音视频内容包括供所述显示器播放的视频内容和供所述播音器播放的音频内容，其中，所述视频内容包括点数显示、投掷动画、玩家状态、回合信息和/或游戏主题界面,所述音频内容包括点数播报语音、胜负提示音、角色语音和/或事件音效。

19、在一个可能的设计中，所述主控模块还用于在实时收到由所述无线通信模块中转而来且用于反映所述智能骰子在投掷过程中所处运动阶段的过程状态数据后，基于所述游戏规则和所述过程状态数据实时生成与该运动阶段对应的过程联动控制指令，以实时驱动所述音视频播放模块播放与该运动阶段对应的过程音视频内容，和/或实时控制所述无线通信模块向所述智能骰子发送与该运动阶段对应的过程灯效控制指令。

20、在一个可能的设计中，还包括有通信连接所述主控模块的拾音模块，其中，所述拾音模块用于采集玩家的语音指令，并将所述语音指令实时传送至所述主控模块；

21、所述主控模块，还用于识别所述语音指令，并根据识别结果执行相应的控制操作，其中，所述控制操作包括规则选择、开始游戏、切换主题和/或查询结果。

22、第二方面，本发明提供了一种智能骰子娱乐系统，包括有智能骰子和如第一方面或第一方面中任意可能设计所述的智能骰子充电仓，其中，所述智能骰子包括有多面体壳体、投掷结果获取模块、rgb点阵显示模块和无线通讯模块，所述多面体壳体具有多个点数面，所述投掷结果获取模块设置于所述多面体壳体的内部，所述rgb点阵显示模块包括有多个rgb发光单元，并在各个所述点数面上分别设置有至少一个所述rgb发光单元；

23、所述投掷结果获取模块，用于采集所述智能骰子的运动状态数据，并基于所述智能骰子在投掷并静止后的所述运动状态数据，生成骰子投掷结果数据；

24、所述无线通讯模块，通信连接所述投掷结果获取模块，用于将所述骰子投掷结果数据发送至所述智能骰子充电仓，并接收由所述智能骰子充电仓发送且与所述骰子投掷结果数据对应的灯效控制指令；

25、所述rgb点阵显示模块，通信连接所述无线通讯模块，用于在收到由所述无线通讯模块中转而来的所述灯效控制指令后，驱动所述多个rgb发光单元执行在所述灯效控制指令下的灯光显示动作。

26、在一个可能的设计中，还包括有无线连接所述智能骰子充电仓的移动终端；

27、所述移动终端，用于响应用户对游戏规则的规则条款和/或灯效主题的配置操作，生成所述游戏规则的新配置数据，并将所述新配置数据发送至所述智能骰子充电仓，其中，所述新配置数据包括规则条款配置数据和/或灯效主题配置数据；

28、所述智能骰子充电仓被配置为：在收到所述新配置数据后，基于所述新配置数据更新或替换已存储的游戏规则的规则条款和/或灯效主题。

29、在一个可能的设计中，所述投掷结果获取模块包括有通信相连的姿态识别单元和点数判定单元，其中，所述姿态识别单元包括三轴加速度传感器、陀螺仪、磁力计、惯性导航器、霍尔传感器、压力传感器和/或光学传感器；

30、所述姿态识别单元，用于采集所述智能骰子在投掷、滚动、碰撞、自由落体和静止过程中的运动状态数据，并基于采集结果，确定所述智能骰子在投掷并静止后的姿态参数，其中，所述姿态参数包括重力方向、姿态角和/或各点数面的空间朝向；

31、所述点数判定单元，用于根据所述姿态参数或者所述姿态参数及预设校准参数，判定所述智能骰子在投掷并静止后当前朝上的点数面，得到相应的点数结果，并将所述姿态参数和/或所述点数结果汇总为骰子投掷结果数据。

32、在一个可能的设计中，所述姿态识别单元还配置为：在所述智能骰子离手后，将检测到的第一次满足预设冲击条件的显著撞击识别并锁定为第一次撞击事件，并在所述第一次撞击事件被锁定后至所述智能骰子恢复静止状态之前，将后续检测到的撞击识别为反弹事件。

33、在一个可能的设计中，所述姿态识别单元还配置为根据所述运动状态数据实时识别所述智能骰子所处的运动阶段，并依次生成离手事件、空中事件、第一次撞击事件、反弹事件、滚动事件、趋于稳定事件、静止事件和/或得分事件，以便所述智能骰子充电仓根据各运动事件实时生成对应的过程联动控制指令。

34、在一个可能的设计中，基于采集结果，确定所述智能骰子在投掷并静止后的姿态参数，包括：

35、基于采集结果，实时提取得到多维运动状态特征，其中，所述多维运动状态特征包括加速度模长、三轴变化量、姿态变化率、冲击峰值和/或时间窗口内的稳定性特征；

36、基于所述多维运动状态特征，实时判断所述智能骰子是否处于滚动状态、剧烈滚动状态、自由落体状态、碰撞状态、二次撞击状态或静止状态；

37、当判定所述智能骰子处于所述静止状态且满足预设的状态稳定条件时，确认所述智能骰子进入在投掷并静止后的稳定状态，其中，所述状态稳定条件包括：连续多个采样窗口内的加速度方向稳定、加速度模长与重力加速度的标量差值小于第一预设阈值和/或姿态变化率小于第二预设阈值；

38、基于在所述稳定状态下采集而得的运动状态数据，确定所述智能骰子在投掷并静止后的姿态参数，其中，所述姿态参数包括重力方向、姿态角和/或各点数面的空间朝向。

39、在一个可能的设计中，在得到所述点数结果之后且在将所述姿态参数和/或所述点数结果汇总为骰子投掷结果数据之前，所述点数判定单元还用于对所述点数结果执行如下校验步骤以过滤误判结果：

40、根据所述智能骰子进入静止状态后的持续静止时间、多次采样的点数结果一致性、所述智能骰子的电量状态、所述智能骰子与所述智能骰子充电仓之间的通信状态和/或所述姿态参数的异常阈值，判断当前得到的所述点数结果是否为有效结果。

41、第三方面，本发明提供了一种如第二方面或第二方面中任意可能设计所述的智能骰子娱乐系统的工作方法，包括：

42、由智能骰子中的投掷结果获取模块采集所述智能骰子的运动状态数据，并基于所述智能骰子在投掷并静止后的所述运动状态数据，生成骰子投掷结果数据；

43、由所述智能骰子中的无线通讯模块将所述骰子投掷结果数据发送至智能骰子充电仓；

44、由所述智能骰子充电仓中的无线通信模块在收到所述骰子投掷结果数据后，将所述骰子投掷结果数据转发至所述智能骰子充电仓中的主控模块；

45、由所述主控模块基于预先存储的游戏规则的初始配置数据和/或外部配置数据，生成与所述骰子投掷结果数据对应的音视频内容和灯效控制指令，并驱动所述智能骰子充电仓中的音视频播放模块播放所述音视频内容，以及控制所述无线通信模块向所述智能骰子发送所述灯效控制指令；

46、由所述无线通讯模块在收到所述灯效控制指令后，将所述灯效控制指令转发至所述智能骰子中的rgb点阵显示模块；

47、由所述rgb点阵显示模块驱动模块内部的多个rgb发光单元执行在所述灯效控制指令下的灯光显示动作。

48、上述方案的有益效果：

49、（1）本发明创造提供了一种具备数据处理及游戏规则管理等增强功能的充电仓新方案，即包括仓体、无线通信模块、音视频播放模块和主控模块，所述主控模块分别通信连接所述无线通信模块和所述音视频播放模块；一方面，通过充电仓内置主控模块并预先存储或缓存游戏规则，使充电仓作为离线规则执行中心，承担规则管理、音视频播放和灯效联动控制功能，手机仅用于下载和配置规则/主题，充电仓在完成配置同步后即可脱离手机独立运行，降低了系统对手机的依赖，实现了“手机下载→仓体缓存→离线执行”的分布式规则管理架构，实现了去中心化的离线游戏体验；另一方面，所述主控模块在收到由所述无线通信模块中转而来的、来自所述智能骰子的骰子投掷结果数据后，基于预先存储的游戏规则的初始配置数据和/或外部配置数据，生成与所述骰子投掷结果数据对应的音视频内容和灯效控制指令，驱动所述音视频播放模块播放所述音视频内容，并控制所述无线通信模块向所述智能骰子发送所述灯效控制指令，如此可使充电仓作为系统主控中心，承担规则管理、音视频播放和灯效联动控制功能，降低了骰子端功耗，延长了续航时间，并提供了多模态的游戏交互体验；

50、（2）通过将主控模块、音视频播放模块和无线通信模块集成于充电仓内，使充电仓不仅具备对智能骰子的收纳和充电功能，更作为系统主控中心，承担游戏规则管理、数据汇总、音视频播放和灯效联动控制等核心功能，游戏规则处理和音视频内容生成等计算密集型任务均由充电仓完成，骰子端仅需执行轻量级的姿态数据采集和led驱动，显著降低了骰子端的计算负载和通信负载，有效降低了骰子端功耗，延长了骰子的续航时间；

51、（3）骰子端不仅上传最终的点数结果和姿态参数，更重要的是实时上传反映投掷过程中运动阶段的过程状态数据（如滚动、碰撞、自由落体、趋于静止等运动事件），充电仓据此实时生成与运动阶段对应的过程联动控制指令，实时驱动音视频播放模块播放过程音视频内容，和/或实时向骰子发送过程灯效控制指令，实现了对投掷全过程的实时识别与即时反馈，而不仅限于投掷完成后的结果反馈，显著增强了全流程的沉浸式交互体验和情绪渲染力；

52、（4）通过充电仓内置的显示器和播音器，以及在骰子点数面上布置的与传统骰子圆点位置对应的rgb发光单元，系统能够在投掷结果产生时同步输出屏幕显示、音频播报和骰子灯效三位一体的联动反馈，增强了弱光、嘈杂或多人娱乐场景下游戏结果的直观性和公平性，提供了可视化、可听化的多模态游戏交互体验，显著提升了情绪反馈和游戏仪式感；

53、（5）通过终端通信模块接收来自移动终端的规则条款配置数据和/或灯效主题配置数据，使得用户可通过移动终端灵活地切换游戏模式和视觉主题，充电仓在完成配置同步后可脱离移动终端独立运行，实现去中心化的游戏体验，提升了产品的通用性和可扩展性；

54、（6）通过对来自多个智能骰子的多个骰子投掷结果数据进行组合判定（如判断对子、顺子、豹子等牌型条件），并根据组合判定结果生成对应的音视频内容和灯效控制指令，实现了对多骰子游戏规则的统一管理和结果同步，支持多骰子组合玩法扩展；

55、（7）通过拾音模块采集玩家语音指令并由主控模块进行语音识别，玩家可通过自然语音实现对充电仓的控制操作（如规则选择、开始游戏、切换主题或查询结果等），无需手动操作移动终端或物理按键，提升了操作的便捷性和智能化程度；

56、（8）通过姿态识别单元对运动状态数据进行实时提取和多维运动状态特征分析，精确识别骰子所处的滚动、自由落体、碰撞、二次撞击或静止状态，并通过连续多个采样窗口的稳定性判定确认静止后确定姿态参数，有效避免了因桌面不平或外界干扰导致的误判，保证了姿态参数的准确性和可靠性；

57、（9）通过点数判定单元根据姿态参数或姿态参数及预设校准参数判定朝上的点数面，并在得到点数结果后执行结果校验步骤（包括根据持续静止时间、多次采样一致性、电量状态、通信状态和/或异常姿态阈值过滤误判结果），进一步确保了最终输出的点数结果具有高可靠性和准确性；

58、（10）通过姿态识别单元在骰子离手后将第一次满足预设冲击条件的显著撞击锁定为第一次撞击事件，并在锁定后至静止前将后续撞击统一归类为反弹事件，有效避免了因多次撞击导致的第一次撞击事件重复触发，保证了运动事件识别的准确性和一致性，同时为充电仓端基于准确的事件类型生成对应的过程联动控制指令提供了可靠的事件源基础，便于实际应用和推广。