技术领域
[0001] 本
申请涉及物联网技术领域，具体涉及一种钢琴物联网系统。
背景技术
[0002] 随着社会的不断发展，学员学习钢琴的方式也随之发生了变化，出现了通过远程教学来学习弹钢琴。
[0003] 相关技术中，一般是通过在钢琴周边设置多个不同
角度的摄像头分别记录下钢琴家的
手指动作，制作成关于钢琴家手指动作的视频资料，然后播放给学员，从而达到学习的目的。但是，由于摄像头在录制过程中很容易受到外界环境的光干扰，导致录制的视频画面不清晰，从而影响学员的学习效果。实用新型内容
[0004] 为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种钢琴物联网系统。
[0005] 本申请的目的是通过如下技术方案实现的：
[0006] 一种钢琴物联网系统，包括：
[0007] 钢琴主体、手套、第一终端设备、AR眼镜设备与第二终端设备；其中：
[0008] 所述钢琴主体上设置有琴键；
[0009] 所述手套与所述琴键分别设置有
动作捕捉设备；所述动作捕捉设备包括动作捕捉单元和开发板单元；所述动作捕捉单元包括相互连接的
传感器和第一
微处理器；所述开发板单元包括相互连接的集线器和第一通信器；所述集线器与所述第一微处理器连接；
[0010] 所述第一终端设备包括依次连接的第二通信器、第二微处理器和第三通信器；所述第二通信器与所述第一通信器无线通信连接；所述第三通信器用于连接互联网；
[0011] 所述第二终端设备包括依次连接的第四通信器、第三微处理器和第五通信器；所述第四通信器用于连接互联网；
[0012] 所述AR眼镜设备包括镜架、镜片、
叠加设置在镜片上的透明显示屏、分别设置在镜架上的第六通信器与第四微处理器；所述第四微处理器分别与所述透明显示屏和所述第六通信器连接；所述第六通信器与所述第五通信器无线通信连接；
[0013] 所述传感器采集钢琴家的手指动作信息，并将所述手指动作信息发送给所述第一微处理器，所述第一微处理器将所述手指动作信息进行处理，并得到相应的空间移动数据，所述第一微处理器将所述空间移动数据发送给所述集线器，所述集线器对所述空间移动数据进行汇总和放大处理，所述集线器通过所述第一通信器发送给所述第一终端设备，所述第一终端设备通过所述第二通信器接收所述空间移动数据，所述终端设备中的所述第二微处理器根据所述空间移动数据、预设的手部动作模型和钢琴模型建立3D
姿态，并根据所述3D姿态生成实时影像，所述第三通信器通过互联网将所述实时影像发送给所述第二终端设备，所述第二终端设备通过所述第四通信器接收所述实时影像，所述第二终端设备中的所述第三微处理器通过所述第五通信器将所述实时影像发送给所述AR眼镜设备，所述AR眼镜设备通过所述第六通信器接收所述实时影像，所述AR眼镜设备中的所述第四微处理器将所述实时影像发送给所述透明显示屏进行显示。
[0014] 可选的，所述传感器为姿态传感器。
[0015] 可选的，所述姿态传感器包括三轴
陀螺仪、三轴
加速度计和三轴磁
力计；所述三轴陀螺仪用于实时采集手指动作的
角速度信息；所述三轴加速度计用于实时采集手指动作的加速度信息；所述三轴磁力计用于实时采集手指动作的磁力信息。
[0016] 可选的，所述第一微处理器、所述第二微处理器、所述第三微处理器和所述第四微处理器均为
单片机。
[0017] 可选的，所述开发板单元还包括
电池，用于为所述动作捕捉设备供电。
[0018] 可选的，所述开发板单元为Arduino系列开发板。
[0019] 可选的，所述第三通信器和第四通信器均为网络
接口或者无线网卡；
[0020] 所述第一通信器、所述第二通信器、所述第五通信器、所述第六通信器均为蓝牙模
块；或者，所述第一通信器、所述第二通信器、所述第五通信器、所述第六通信器均为WiFi模块；或者，所述第一通信器、所述第二通信器、所述第五通信器、所述第六通信器均为无线RF模块。
[0021] 可选的，所述透明显示屏包括微型投影仪和光学镜片。
[0022] 可选的，所述透明显示屏包括微型放映机和光学镜片。
[0023] 可选的，所述第一终端设备和所述第二终端设备均为计算机、
平板电脑或手机。
[0024] 本申请的
实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本实施例提供的钢琴物联网系统中，包括钢琴主体、手套、第一终端设备、AR眼镜设备与第二终端设备；其中：钢琴主体上设置有琴键；手套与琴键分别设置有动作捕捉设备；动作捕捉设备包括动作捕捉单元和开发板单元；动作捕捉单元包括相互连接的传感器和第一微处理器；开发板单元包括相互连接的集线器和第一通信器；集线器与第一微处理器连接；传感器采集钢琴家的手指动作信息，并将手指动作信息发送给第一微处理器进行进一步处理，从而得到相应的空间移动数据，集线器接收空间移动数据后对其进行汇总和放大处理，然后通过第一通信器发送给第一终端设备。第一终端设备包括依次连接的第二通信器、第二微处理器和第三通信器；第一终端设备通过第二通信器接收空间移动数据，第二微处理器根据空间移动数据、预设的手部动作模型和钢琴模型建立3D姿态，并根据3D姿态生成实时影像，第三通信器通过互联网将实时影像发送第二终端设备，第二终端设备通过第四通信器接收实时影像，第二终端设备中的第三微处理器通过第五通信器将实时影像发送给AR眼镜设备。AR眼镜设备包括依次连接的第六通信器、第三微处理器和透明显示屏；AR眼镜设备通过第六通信器接收实时影像，然后，第四微处理器将实时影像发送给透明显示屏进行显示。如此，与上述相关技术相比，本方案提供的钢琴物联网系统是通过传感器直接
感知手指的具体动作从而实现手指动作信息的采集，在采集过程中不会受到外界环境光干扰的影响，并且通过传感器采集相比于通过摄像头采集会更加精准，因此，最终播放给学员的视频画面会更加清晰直观，更有利于学员学习，提高学习效果。
[0025] 应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0026] 此处的附图被并入
说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0027] 图1是本申请一个实施例提供的一种钢琴物联网系统中钢琴和手套的结构示意图。
[0028] 图2是本申请一个实施例提供的一种钢琴物联网系统中的
电路结构示意图。
[0029] 图3是本申请一个实施例提供的一种钢琴物联网系统中的AR眼镜设备的结构示意图。
具体实施方式
[0030] 这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附
权利要求书中所详述的、本申请的钢琴物联网系统相一致的例子。
[0031] 实施例
[0032] 参见图1，图1是本申请一个实施例提供的一种钢琴物联网系统中钢琴和手套的结构示意图。
[0033] 参见图2，图2是本申请一个实施例提供的一种钢琴物联网系统中的电路结构示意图。
[0034] 参见图3，图3是本申请一个实施例提供的一种钢琴物联网系统中的AR眼镜设备的结构示意图。
[0035] 如图1、图2和图3所示，本实施例提供的钢琴物联网系统，包括：
[0036] 钢琴主体001、手套002、第一终端设备003、AR眼镜设备004和第二终端设备005；其中：
[0037] 钢琴主体001上设置有琴键011；
[0038] 手套002与琴键011分别设置有动作捕捉设备006；动作捕捉设备006包括动作捕捉单元061和开发板单元062；动作捕捉单元061包括相互连接的传感器611和第一微处理器612；开发板单元062包括相互连接的集线器621和第一通信器622；集线器621与第一微处理器612连接；
[0039] 第一终端设备003包括依次连接的第二通信器031、第二微处理器032和第三通信器033；第二通信器031与第一通信器622无线通信连接；第三通信器033用于连接互联网；
[0040] 第二终端设备005包括依次连接的第四通信器051、第三微处理器052和第五通信器053；第四通信器051用于连接互联网；
[0041]
增强现实技术(Augmented Reality，AR)眼镜设备004包括镜架041、镜片042、叠加设置在镜片042上的透明显示屏043、分别设置在镜架041上的第六通信器044与第四微处理器045；第四微处理器045分别与透明显示屏043和第六通信器044连接；第六通信器044与第五通信器053无线通信连接；
[0042] 传感器611采集钢琴家的手指动作信息，并将手指动作信息发送给第一微处理器612，第一微处理器612将手指动作信息进行处理，并得到相应的空间移动数据，第一微处理器612将空间移动数据发送给集线器621，集线器621对空间移动数据进行汇总和放大处理，集线器621通过第一通信器622发送给第一终端设备003，第一终端设备003通过第二通信器
031接收空间移动数据，第二微处理器032根据空间移动数据、预设的手部动作模型和钢琴模型建立三维(3Dimensions，3D)姿态，并根据3D姿态生成实时影像，第三通信器033将实时影像通过互联网发送给第二终端设备005，第二终端设备005通过第四通信器051接收实时影像，第二终端设备005中的第三微处理器052通过第五通信器053将实时影像发送给AR眼镜设备004，AR眼镜设备004通过第六通信器044接收实时影像，AR眼镜设备004中的第四微处理器045将实时影像发送给透明显示屏043进行显示。
[0043] 本实施例提供的钢琴物联网系统中，包括钢琴主体001、手套002、第一终端设备003、AR眼镜设备004和第二终端设备005；其中：钢琴主体001上设置有琴键011；手套002与琴键011分别设置有动作捕捉设备006；动作捕捉设备006包括动作捕捉单元061和开发板单元062；动作捕捉单元061包括相互连接的传感器611和第一微处理器612；开发板单元062包括相互连接的集线器621和第一通信器622；集线器621与第一微处理器612连接；传感器611采集钢琴家的手指动作信息，并将手指动作信息发送给第一微处理器612进行进一步处理，从而得到相应的空间移动数据，集线器621接收空间移动数据后对其进行汇总和放大处理，然后通过第一通信器622发送给第一终端设备003。第一终端设备003包括依次连接的第二通信器031、第二微处理器032和第三通信器033；第一终端设备003通过第二通信器031接收空间移动数据，第二微处理器032根据空间移动数据、预设的手部动作模型和钢琴模型建立
3D姿态，并根据3D姿态生成实时影像，第三通信器033将实时影像发送第二终端设备005，第二终端设备005通过第四通信器051接收实时影像，第二终端设备005中的第三微处理器052通过第五通信器053将实时影像发送给AR眼镜设备004。AR眼镜设备004包括依次连接的第六通信器044、第三微处理器045和透明显示屏043；AR眼镜设备004通过第六通信器044接收实时影像，然后，第四微处理器045将实时影像发送给透明显示屏043进行显示。如此，与上述相关技术相比，本方案提供的钢琴物联网系统是通过传感器611直接感知手指的具体动作从而实现手指动作信息的采集，在采集过程中不会受到外界环境光干扰的影响，并且通过传感器611采集相比于通过摄像头采集会更加精准，因此，最终播放给学员的视频画面会更加清晰直观，更有利于学员学习，提高学习效果。
[0044] 其中，第一终端设备003和第二终端设备005均可以设置有存储模块，存储模块与相应的微处理器连接，将影像存储，以便后续观看。
[0045] 其中，根据空间移动数据、预设的手部动作模型和钢琴模型建立3D姿态，并根据3D姿态生成实时影像的具体实现方式可以参考相关技术进行实施，此处不再赘述。
[0046] 具体实施时，集线器621与第一微处理器612可以通过
硬件插接口连接。或者，集线器621与第一微处理器612可以通过数据线连接。其中，集线器621可以为有源集线器或者智能集线器。其中，数据线可以为通用
串行总线(Universal Serial Bus，USB)3.0数据线或者
通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)2.0数据线。其中，USB3.0数据线的传输速度要优于USB2.0数据线。
[0047] 传感器的种类有多种，一些实施例中，传感器611可以但不局限于姿态传感器。
[0048] 一些实施例中，姿态传感器具体可以包括三轴陀螺仪、三轴加速度计和三轴磁力计；三轴陀螺仪用于实时采集手指动作的角速度信息；三轴加速度计用于实时采集手指动作的加速度信息；三轴磁力计用于实时采集手指动作的磁力信息。
[0049] 具体实施时，姿态传感器可以为BMI055或BMI060或TLI5012或BE1000或TM1000Q或MPU6050或MPU6500等。
[0050] 微处理器的种类也有多种，一些实施例中，第一微处理器612、第二微处理器032、第三微处理器052和第四微处理器045均为单片机。
[0051] 具体实施时，单片机可以是MCS-51系列单片机，具体包括8051、8751、8031、8951型号。
[0052] 本实施例提供的开发板单元062还包括电池，用于为动作捕捉设备006供电。
[0053] 具体实施时，电池可以为锌系列电池或镍系列电池或铅系列电池。
[0054] 一些实施例中，开发板单元062为Arduino系列开发板。
[0055] 具体实施时，开发板单元062可以为Arduino MEGA型号开发板。
[0056] 一些实施例中，可选的，第三通信器033和第四通信器051均为网络接口或者无线网卡。如果采用网络接口，则可以通过网线连接互联网，传输速度更快，如果采用无线网卡可以直接连接互联网，与连接网线相比，使用更加灵活方便。
[0057] 可选的，第一通信器622、第二通信器031、第五通信器053、第六通信器044均为蓝牙模块；或者，第一通信器622、第二通信器031、第五通信器053、第六通信器044均为无线保真(Wireless Fidelity，WiFi)模块；或者，第一通信器622、第二通信器031、第五通信器053、第六通信器044均为无线射频(Radio Frequency，RF)模块。蓝牙技术、WiFi技术、RF技术都是成熟的无线通信技术，实现简单。
[0058] 具体实施时，蓝牙模块可以为型号CC2541。
[0059] 上述透明显示屏043的具体结构有多种。
[0060] 一些实施例中，透明显示屏043包括微型投影仪和光学镜片。具体实施时，微型投影仪是通过直接投射将影像投射在光学镜片上实现成像。
[0061] 一些实施例中，透明显示屏043包括微型放映机和光学镜片。具体实施时，微型投影仪是通过光线折射将影像投射在光学镜片上实现成像。
[0062] 一些实施例中，第一终端设备003与第二终端设备005可以但不局限于计算机、平板电脑或手机。
[0063] 可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
[0064] 需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
[0065] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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实用新型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。
[0066] 尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、
修改、替换和变型。
