CN111939553B - 魔方操作监测、训练、盲拧方法及***、介质和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种魔方操作监测、训练、盲拧方法及***、介质和设备，本发明在监测过程中，考虑到以用户为视角即符合人自然观察角度为原则进行魔方的还原操作，根据***检测传感器检测到的***变化信息确定魔方坐标系，将以用户为视角的操作反应到魔方坐标系的变化中，根据魔方中的***检测传感器和面转动检测传感器检测到的信息确定出魔方在当前坐标系下的实际操作，能够准确无误的对魔方的操作进行监测。另外，本发明训练方法能够避免现有技术在训练过程中需要大量使用逆算法将魔方打乱到目标算法的状态才能开始算法的训练，大大节约了训练者的训练时间，让训练者在短时间内高频次地大量练习迅速形成肌肉记忆以提高训练效率。
Description
技术领域
本发明涉及人工智能技术领域，特别涉及一种魔方操作监测、训练、盲拧方法及装置、***、介质和设备。本发明中的魔方涵盖魔方类智力玩具，具体是指进入WCA（国际魔方协会）比赛的全部魔方类智力玩具含2~7阶魔方、金字塔魔方、12面体5魔球、斜转魔方和SQ魔方等。
背景技术
魔方，也称鲁比克方块，中国台湾称为魔术方块，中国香港称为扭计骰，英文名字是：Rubik's Cube，魔方是在八十年代曾风靡全球的一项智力玩具，作为开发智力的玩具，深受大家喜欢。魔方复原指的是魔方从非原始状态到原始状态的过程，是一个集观察、动手和想象于一体的过程，可以很好的培养人的动手、动脑能力、训练记忆力、空间想象力和判断力。
魔方在操作过程中，特别是训练过程中，很有必要对其各个操作过程进行监测，以确定操作过程是否出现问题，现有技术中很少涉及到魔方的监测，一般也是通过人工的方式进行监测，这将带来非常大的监测工作量，而且由于人工监测精力有限，很容易出现监测出错的情况。
现有的魔方训练方法通常如下：传统人工教学、根据文字所描述的算法进行自学、跟随算法演示视频或者采用3D动画进行训练等，这些方法针对于初学者来说都是比较有难度的，例如魔方层先法和cfop算法下，在OLL阶段就有57种特征状态，在PLL阶段有26种特征状态，在F2L阶段有41种特征状态，每种特征状态均有若干种还原算法，学习者记忆练习所花时间较多，在每次再训练完成后，还需要大量使用逆算法将魔方打乱到目标算法的状态才能开始算法的新的一次训练，也就是比有效训练时间来说需要至少多一倍的时间，因此大大降低了魔方训练的效率。
发明内容
本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种魔方操作监测方法，该方法在层先法和cfop算法下能够针对魔方的操作进行准确无误的监测。
本发明的第二目的在于提供一种魔方操作监测***。
本发明的第三目的在于提供一种存储介质。
本发明的第四目的在于提供一种计算设备。
本发明的第五目的在于提供一种魔方训练方法，该方法使得训练者在整个训练过程中都不需要用逆算法将实体魔方打乱到目标状态，从而节约训练者的训练时间，让训练者在短时间内高频次地大量练习迅速形成肌肉记忆以提高训练效率。
本发明的第六目的在于提供一种魔方训练装置。
本发明的第七目的在于提供一种魔方训练***。
本发明的第八目的在于提供一种存储介质。
本发明的第九目的在于提供一种计算设备。
本发明的第十目的在于提供一种魔方盲拧方法，该方法使得魔方盲拧过程中不需要对操作者进行蒙眼，增加了魔方盲拧比赛的趣味性。
本发明的第十一目的在于提供一种魔方盲拧装置。
本发明的第十二目的在于提供一种魔方盲拧***。
本发明的第十三目的在于提供一种存储介质。
本发明的第十四目的在于提供一种计算设备。
本发明的第一目的通过下述技术方案实现：一种魔方操作监测方法，步骤如下：
针对于要操作的魔方，接收其中***检测传感器检测到的魔方***信息和各面转动检测传感器检测到的魔方各面的转动信息；其中魔方中，***检测传感器设置于魔方内球中，跟随内球进行转动；魔方中相对位置固定的模块所在层与内球绑定，即这些层转动时均带动内球转动；以下将魔方中相对位置固定的模块所在层定义为固定层，其他层定义为非固定层；魔方中为非固定层的各面均设置有对应的面转动检测传感器，魔方通过各面的面转动检测传感器检测各面相对于内球的转动；
若当前接收到一个面或多个相邻面的面转动检测传感器传送到的信息，判定魔方当前仅进行了未带固定层的单层或多层操作，此时首先获取魔方当前坐标系，然后根据面转动检测传感器发送的转动信息识别出魔方在魔方当前坐标系下单层或多层的操作以及单层或多层操作后的目标状态；
若当前接收到了一个面或多个相邻面的面转动检测传感器和***检测传感器传送的信息，判定魔方当前进行了带固定层的双层或多层操作转动，此时首先获取魔方当前坐标系，然后根据面转动检测传感器传送的转动信息以及***检测传感器传送的***信息识别出魔方在魔方当前坐标系下的双层操作以及操作后的目标状态；并且依据用户视角、通过当前***检测传感器传送的***信息确定出魔方下一次操作所依据的魔方坐标系；
若当前接收到了相对面的面转动检测传感器和***检测传感器传送的信息，判定魔方仅进行了固定层的转动，此时首先获取魔方当前坐标系，然后根据相对面的面转动检测传感器传送的转动信息以及***检测传感器传送的***信息识别出魔方在魔方当前坐标系下的中层操作以及中层操作后的目标状态；并且依据用户视角、通过当前***检测传感器传送的***信息确定出魔方下一次操作所依据的魔方坐标系；
若当前仅接收到了***检测传感器传送的信息，判定魔方进行了翻滚操作，此时首先获取魔方当前坐标系，根据***检测传感器传送的***信息识别出魔方在魔方当前坐标系下的翻滚操作以及翻滚操作后的目标状态；并且依据用户视角、通过当前***检测传感器传送的***信息确定出魔方下一次操作所依据的魔方坐标系。
本发明的第二目的通过下述技术方案实现：一种魔方操作监测***，包括魔方和魔方终端；其中：
所述魔方，其内设置有用于检测魔方***变化的***检测传感器、用于检测魔方各面转动的各面转动检测传感器以及无线通信模块，***传感器检测到的魔方***变化信息通过无线通信通信模块传送给魔方终端；各面转动检测传感器检测到的面转动信息通过无线通信通信模块传送给魔方终端；
魔方中，***检测传感器设置于魔方内球中，跟随内球进行转动；魔方中相对位置固定的模块所在层与内球绑定，即这些层转动时均带动内球转动；将魔方中相对位置固定的模块所在层定义为固定层，其他层定义为非固定层；魔方中为非固定层的各面均设置有对应的面转动检测传感器，魔方通过各面的面转动检测传感器检测各面相对于内球的转动；
所述魔方终端，用于执行上述所述的魔方操作监测方法。
本发明的第三目的通过下述技术方案实现：一种存储介质，存储有程序，所述程序被处理器执行时，实现上述所述的魔方操作监测方法。
本发明的第四目的通过下述技术方案实现：一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现上述所述的魔方操作监测方法。
本发明的第五目的通过下述技术方案实现：一种魔方训练方法，步骤如下：
获取要进行层先法和cfop算法训练的魔方类型，根据该魔方类型构建第一魔方三维模型；
进入魔方训练步骤，具体如下：
步骤S1、将第一魔方三维模型变化到相应的目标打乱状态；
步骤S2、在实体训练魔方操作过程中，获取实体训练魔方中***检测传感器当前所检测到的实体训练魔方的***变化信息；获取实体训练魔方中各面转动检测传感器当前所检测到的实体训练魔方的面转动信息；其中，当要进行训练的魔方类型为二阶魔方时，实体训练魔方指的是要进行训练的魔方改变后第二层的各模块颜色相同的魔方；当要进行训练的魔方类型为其他时，实体训练魔方指的是要进行训练的魔方改变后第三层的各模块颜色相同的魔方；
步骤S3、根据当前获取到的实体训练魔方的***变化信息控制第一魔方三维模型进行同步***变化；同时根据当前获取到的实体训练魔方的面转动信息控制第一魔方三维模型进行同步面转动；
步骤S4、判定第一魔方三维模型目前状态是否为还原成功状态；
若是，则完成魔方的一次训练，在下一次开始魔方训练时，返回到步骤S1；
若否，则返回步骤S2；
其中，实体训练魔方在***作过程中通过上述所述的魔方操作监测方法进行监测。
优选的，还包括如下步骤：
获取要进行操作的实体魔方类型，根据该实体魔方类型构建第二魔方三维模型；
进入实体魔方操作步骤，具体如下：
步骤S11、将第二魔方三维模型变化到实体魔方操作前的相同目标状态；
步骤S22、获取***作的实体魔方中***检测传感器当前所检测到的***变化信息；获取***作的实体魔方中各面转动检测传感器当前所检测到的面转动信息；
步骤S33、根据当前获取到***作的实体魔方的***变化信息控制第二魔方三维模型进行同步***变化；同时根据当前获取到的***作的实体魔方的面转动信息控制第二魔方三维模型进行同步面转动；以使得魔方三维模型的运动状态同步于实体魔方；
其中，实体魔方在***作过程中通过上述所述的魔方操作监测方法进行监测；
在魔方训练步骤中，通过语音或图例的方式推荐魔方的还原算法，同时根据还原算法判定实体训练魔方当前操作是否正确，在错误的情况下做出提醒并给出纠正方案；
在实体魔方操作步骤中，通过语音或图例的方式向推荐还原算法，同时根据还原算法判定实体魔方当前操作是否正确，在错误的情况下做出提醒并给出纠正方案。
更进一步的，在魔方训练步骤中，根据实体训练魔方的各面转动检测传感器当前所检测到的实体训练魔方的面转动信息判定实体训练魔方当前***作时是否出现容错现象，通过时间列表记录容错现象，并且获取到容错现象产生后实体训练魔方***作的速度以及实体训练魔方从***作开始到还原所花费的时间；
在实体魔方操作步骤中，根据实体魔方的各面转动检测传感器当前所检测到的实体魔方的面转动信息判定实体魔方当前***作时是否出现容错现象，通过时间列表记录容错现象，并且获取到容错现象产生后实体魔方***作的速度以及实体魔方从***作开始到还原所花费的时间。
优选的，还包括如下步骤：
获取要进行盲拧操作的魔方类型，根据该魔方类型构建第三魔方三维模型；
进入魔方盲拧操作步骤，具体如下：
步骤S111、将第三魔方三维模型变化到相应的目标打乱状态，供盲拧操作者记忆；
步骤S222、在实体盲拧魔方开始***作时，计时开始；
步骤S333、获取实体盲拧魔方中***检测传感器当前所检测到的实体盲拧魔方的***变化信息；获取实体盲拧魔方中各面转动检测传感器当前所检测到的实体盲拧魔方的面转动信息；
步骤S444、根据所获取到的实体盲拧魔方的***变化信息和面转动信息判定第三魔方三维模型当前的状态是否为还原成功状态；
若是，则停止计时，魔方盲拧操作结束；
若否，则返回步骤S333；
实体盲拧魔方指的是要进行盲拧操作的魔方改变后所有面颜色均相同的魔方；
其中，实体盲拧魔方在操作时通过上述所述的魔方操作监测方法进行监测。
本发明的第六目的通过下述技术方案实现：一种魔方训练装置，包括第一三维模型构建模块、魔方训练模块和魔方操作监测模块：
第一三维模型构建模块，用于根据获取到的要进行训练的魔方类型构建第一魔方三维模型；
魔方训练模块包括：
第一魔方目标状态设置模块，用于将第一魔方三维模型变化到相应的目标打乱状态；
第一***变化信息获取模块，用于获取实体训练魔方中***检测传感器当前所检测到的实体训练魔方的***变化信息；其中，当要进行训练的魔方类型为二阶魔方时，实体训练魔方指的是要进行训练的魔方改变后第二层的各模块颜色相同的魔方；当要进行训练的魔方类型为其他时，实体训练魔方指的是要进行训练的魔方改变后第三层的各模块颜色相同的魔方；
第一面转动信息获取模块，用于获取实体训练魔方中各面转动检测传感器当前所检测到的实体训练魔方的面转动信息；
第一三维模型运动控制模块，用于根据当前获取到的实体训练魔方的***变化信息控制第一魔方三维模型进行同步***变化；用于根据当前获取到的实体训练魔方的面转动信息控制第一魔方三维模型进行同步面转动；
第一魔方状态判定模块，用于判定第一魔方三维模型目前状态是否为还原成功状态；若是，则确定魔方一次训练完成；
魔方操作监测模块，用于通过上述所述的魔方操作监测方法监测实体训练魔方。
本发明的第七目的通过下述技术方案实现：一种魔方训练***，包括至少一个魔方和魔方终端；其中：
所述魔方，其内设置有用于检测魔方***变化的***检测传感器、用于检测魔方各面转动的各面转动检测传感器以及无线通信模块，***传感器检测到的魔方***变化信息通过无线通信通信模块传送给魔方终端；各面转动检测传感器检测到的面转动信息通过无线通信通信模块传送给魔方终端；
所述魔方终端，用于执行上述所述的魔方训练方法；
所述魔方包括实体训练魔方，当要进行训练的魔方类型为二阶魔方时，实体训练魔方指的是要进行训练的魔方改变后第二层的各模块颜色相同的魔方；当要进行训练的魔方类型为其他时，实体训练魔方指的是要进行训练的魔方改变后第三层的各模块颜色相同的魔方。
优选的，所述魔方内设有实时时钟RTC，所述实时时钟RTC通过无线通信模块将计时信息传送给魔方终端。
本发明的第八目的通过下述技术方案实现：一种存储介质，存储有程序，所述程序被处理器执行时，实现上述所述的魔方训练方法。
本发明的第九目的通过下述技术方案实现：一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，其特征在于，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现上述所述的魔方训练方法。
本发明的第十目的通过下述技术方案实现：一种魔方盲拧方法，步骤如下：
获取要进行盲拧操作的魔方类型，根据该魔方类型构建魔方三维模型；
进入魔方盲拧操作步骤，具体如下：
步骤S1、将魔方三维模型变化到相应的目标打乱状态，供盲拧操作者记忆；
步骤S2、在实体盲拧魔方开始***作时，计时开始；
步骤S3、获取实体盲拧魔方中***检测传感器当前所检测到的实体盲拧魔方的***变化信息；获取实体盲拧魔方中各面转动检测传感器当前所检测到的实体盲拧魔方的面转动信息；
步骤S4、根据当前所获取到的实体盲拧魔方的***变化信息和面转动信息判定魔方三维模型当前的状态是否为还原成功状态；
若是，则停止计时，魔方盲拧操作结束；
若否，则返回步骤S3；
实体盲拧魔方指的是所有面颜色均相同的魔方；
其中，实体盲拧魔方在操作时通过上述所述的魔方操作监测方法进行监测。
本发明的第十一目的通过下述技术方案实现：一种魔方盲拧装置，包括三维模型构建模块、魔方盲拧操作模块和魔方操作监测模块；
所述三维模型构建模块，用于根据获取到的要进行盲拧操作的魔方类型构建魔方三维模型；
所述魔方盲拧操作模块包括：
魔方目标状态设置模块，用于将魔方三维模型变化到相应的目标打乱状态，供盲拧操作者记忆；
计时模块，用于在实体盲拧魔方开始***作时，计时开始；其中，实体盲拧魔方指的是所有面颜色均相同的魔方；
***变化信息获取模块，用于获取***作的实体盲拧魔方中***检测传感器当前所检测到的***变化信息；
面转动信息获取模块，用于获取***作的实体盲拧魔方中各面转动检测传感器当前所检测到的面转动信息；
魔方状态判定单元，用于根据所获取到的实体盲拧魔方的***变化信息和面转动信息判定魔方三维模型目前状态是否为还原成功状态；若是，则控制计时模块停止计时，确定魔方盲拧操作结束；
魔方操作监测模块，用于通过上述所述的魔方操作监测方法监测实体盲拧魔方。
本发明的第十二目的通过下述技术方案实现：一种魔方盲拧***，包括实体盲拧魔方和魔方终端；其中实体盲拧魔方指的是所有面颜色均相同的魔方；
实体盲拧魔方，其内设置有用于检测魔方***变化的***检测传感器、用于检测魔方各面转动的各面转动检测传感器以及无线通信模块，***传感器检测到的魔方***变化信息通过无线通信通信模块传送给魔方终端；各面转动检测传感器检测到的面转动信息通过无线通信通信模块传送给魔方终端；
魔方终端，用于执行上述所述的魔方盲拧方法。
本发明的第十三目的通过下述技术方案实现：一种存储介质，存储有程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时，实现上述所述的魔方盲拧方法。
本发明的第十四目的通过下述技术方案实现：一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现上述所述的魔方盲拧方法。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
（1）本发明魔方操作监测方法针对于魔方的操作过程进行监测，具体为：在监测过程中，针对于魔方的当前操作，首先获取魔方当前坐标系，通过魔方中的***检测传感器和面转动检测传感器检测到的信息确定出魔方在当前坐标系下的实际操作，从而确定出魔方在当前操作后的目标状态，若当前魔方的操作下获取到了***检测传感器传送的信息，则说明魔方***发生了变化，此时依据用户视角，通过***检测传感器传送的***信息确定出魔方下一次操作所依据的魔方坐标系。在本发明魔方监测方法中，考虑到层先法和cfop算法中以用户为视角即符合人自然观察角度为原则进行魔方的还原操作，根据***检测传感器检测到的***变化信息实时确定魔方下一次操作所要依据的魔方坐标系，将以用户为视角的操作反应到魔方坐标系的变化中，根据魔方中的***检测传感器和面转动检测传感器检测到的信息确定出魔方在当前坐标系下的实际操作，这样本发明方法不仅仅适合绝对坐标下魔方的操作方法，而且完全符合初学者的自然操作习惯，减少了用户的心智负担，在层先法和cfop算法下，同样能够准确无误的对魔方的操作进行监测，以能够及时发现魔方在操作过程中是否出现操作错误的现象。
（2）本发明魔方训练方法中，针对于要进行训练的魔方，根据该魔方的类型构建出魔方三维模型；在训练过程中，首先将魔方三维模型变化到相应的目标打乱状态；然后获取到实体训练魔方的***变化信息和面转动信息；根据***变化信息和面转动信息同步控制魔方三维模型进行运动，直到魔方三维模型还原；在本发明中，其中，当要进行训练的魔方类型为二阶魔方时，实体训练魔方指的是要进行训练的魔方改变后第二层的各模块颜色相同的魔方；当要进行训练的魔方类型为其他时，实体训练魔方指的是要进行训练的实体魔方改变后第三层的各模块颜色相同的魔方；由于魔方层先法和cfop算法下，魔方目标打乱状态是由魔方的第三层模块的打乱所带来的，本发明采用这种第三层所有模块颜色相同的实体训练魔方，使得实体训练魔方在打乱后和还原后的状态是一致的，在每次训练完成后即可以对应到魔方三维模型的目标打乱状态，训练者根据魔方三维模型的目标打乱状态进行还原即可，因此在训练魔方层先法和cfop算法时，能够避免现有技术在训练过程中需要大量使用逆算法将魔方打乱到目标算法的状态才能开始算法的训练，大大节约了训练者的训练时间，让训练者在短时间内高频次地大量练习迅速形成肌肉记忆以提高训练效率。
（3）本发明中，针对于要进行操作的实体魔方，首先构建出魔方三维模型；在进入实体魔方操作过程时，然后获取到实体魔方的***变化信息和面转动信息；根据***变化信息和面转动信息同步控制魔方三维模型进行运动，使得魔方三维模型能够跟着实体魔方进行同步运动，相比现有技术中通过摄像头拍摄实体魔方而后转播到屏幕中显示的方式，本发明上述方法可以有效避免因为场景、摄像头以及选上手部遮挡等因素使得转播效果不好的情况，当用于魔方比赛时，趣味性更强。
（4）本发明中，可以通过语音或图例的方式推荐魔方的还原算法，同时能够根据还原算法判定魔方当前操作是否正确，在魔方当前操作错误的情况下做出提及时醒并给出纠正方案；进一步提高了魔方操作者的操作效率。
（5）本发明中，在魔方***作过程中，根据面转动信息判定魔方当前***作时是否出现容错现象，并且通过时间列表记录容错现象，获取到容错现象产生后魔方***作的速度以及魔方从***作开始到还原所花费的时间；将这些信息展示给魔方操作者看，可以让操作者知晓容错发生时对魔方的操作速度带来的影响，以此提醒魔方操作者改变不良魔方操作习惯。
（6）本发明中，能够实现魔方的盲拧操作，首先针对需要盲拧操作的实体魔方类型，构建魔方三维模型；在魔方盲拧操作过程中，将魔方三维模型变化到相应的目标打乱状态，供盲拧操作者记忆；盲拧操作者开始操作实体盲拧魔方后，实时获取实体盲拧魔方的***变化信息和面转动信息，判断第三魔方三维模型当前的状态是否为还原成功状态；以魔方盲拧操作结束。其中盲拧操作者所操作的实体盲拧魔方为所有面颜色均相同的魔方，例如均为所有面均为同一种颜色的魔方。这种情况下，由于魔方三维模型和实体盲拧魔方的运动状态是同步的，因此通过魔方三维模型即可判断所盲拧的魔方是否还原成功。本发明上述方法，使得盲拧过程中盲拧操作者无需蒙眼即可进行魔方的盲拧，因此能够为魔方盲拧比赛带来了更大的趣味性。
附图说明
图1是本发明中魔方训练步骤的流程图。
图1a是本发明三阶实体训练魔方的结构示意图。
图2是本发明中实体魔方操作的流程图。
图3是本发明中魔方盲拧操作的流程图。
图4是本发明中魔方训练***结构框图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本发明公开了一种魔方操作监测方法，该方法主要通过计算设备来实现，具体步骤如下：
针对于要操作的魔方，接收其中***检测传感器检测到的魔方***信息和各面转动检测传感器检测到的魔方各面的转动信息；其中魔方中，***检测传感器设置于魔方内球中，跟随内球进行转动；魔方中相对位置固定的模块所在层与内球绑定，即这些层转动时均带动内球转动；以下将魔方中相对位置固定的模块所在层定义为固定层，其他层定义为非固定层；魔方中为非固定层的各面均设置有对应的面转动检测传感器，魔方通过各面的面转动检测传感器检测各面相对于内球的转动。例如对于三阶魔方，如图1a中虚线所示，魔方中相对位置固定的模块所在层即为中间层M 、E和S层，其中，中间层M层为转动面R和转动面L两面间的固定层，中间层E层为转动面U和转动面D两面间的固定层，中间层M层为转动面R和转动面L两面间的固定层，中间层S层为转动面F和转动面B两面间的固定层；魔方中间层M、E和S层转动时均会带动魔方内球转动，从而使得***检测传感器产生转动信息。
若当前接收到一个面或多个相邻面的面转动检测传感器传送到的信息，判定魔方当前仅进行了未带固定层的单层或多层操作，此时首先获取魔方当前坐标系，然后根据面转动检测传感器发送的转动信息识别出实体魔方在魔方当前坐标系下单层或多层的操作以及单层或多层操作后的目标状态；例如，针对于三阶魔方，当前操作魔方使得魔方R面进行顺时转动90度，此时R面的面转动检测传感器将产生顺时针转动90度信息，计算设备中根据该信息即可获取到魔方实际被顺时针转动90度，依据魔方***作前的目标状态以及在魔方当前坐标系下当前所做的操作即可识别到魔方在当前操作后的目标状态，从而实现魔方当前操作的监测。在WCA定义的魔方操作中有单层操作集合{ R、R′、L、L′、F、F′、B、B′、U、U′、D、D′} ，对应R右面的顺逆时针90°转动R和R′，以此类推位分别为左L，前F，后B，上U，下D的操作，但该操作是以用户为视角的操作并不是对应固定颜色的绝对操作，本实施例上述操作将该集合操作的识别为根据当前魔方的***信息决定某个颜色对应R、L、F、B、U、D面，即获取到的魔方当前坐标系，再采集面转动信息识别出某个单层操作。
若当前接收到了一个面或多个相邻面的面转动检测传感器和***检测传感器传送的信息，判定实体魔方当前进行了带固定层的双层或多层操作转动，此时首先获取魔方当前坐标系，然后根据面转动检测传感器传送的转动信息以及***检测传感器传送的***信息识别出魔方在魔方当前坐标系下的操作以及操作后的目标状态；并且依据用户视角、通过当前***检测传感器传送的***信息确定出魔方下一次操作所依据的魔方坐标系。例如，针对于三阶魔方，当前操作魔方使得魔方右面两层同时进行顺时转动90度，此时由于右面两层同时转动，右面两层中包括了属于固定层的中间层，因此魔方中内球将跟随转动；这种情况下，魔方左面的面转动检测传感器将检测到90度转位信息，同时***检测传感器也会检测到***信息，计算设备在接收到左面的面转动检测传感器的90度转位信息以及***检测传感器的90度***变化信息后识别确定出魔方是右面两层同时进行了顺时针的90度转动，并且计算设备依据魔方***作前的目标状态以及在魔方当前坐标系下魔方的当前操作即可识别到魔方在当前操作后的目标状态，从而实现魔方当前操作的监测。在魔方层先法和cfop算法中，双层操作集合{ r、r′、l、l′、f、f′、b、b′、u、u′、d、d′}，对应r右面两层的顺逆时针90°转动r和r′，以此类推位分别为左l，前f，后b，上u，下d的双层操作，但该操作是以用户为视角的操作并不是对应固定颜色的绝对操作，本实施例上述操作使得集合操作的识别为根据上一次魔方的***信息决定某个颜色对应r、l、f、b、u、d面。但在没有考虑***数据的情况下r右手的双层顺时针90°转动会被识别为L′，即被等效为左手面的逆时针单层转动，因此识别时方法为检测到单层转动L′加上R方向的***数据变化后识别为r，转动到位后应重新映射各个颜色面（指的相对位置固定不变的各模块的颜色，例如在三阶魔方中，每面最中间的模块相对位置即为固定不变的）对应的R、L、F、B、U、D面，即变化魔方的坐标系，作为魔方下一次操作所依据的魔方坐标系，其他双层操作同理；
若当前接收到了相对面的面转动检测传感器和***检测传感器传送的信息，判定实体魔方仅进行了固定层的转动，此时首先获取魔方当前坐标系，然后根据相对面的面转动检测传感器传送的转动信息以及***检测传感器传送的***信息识别出魔方在魔方当前坐标系下的中层操作以及中层操作后的目标状态；并且依据用户视角、通过当前***检测传感器传送的***信息确定出魔方下一次操作所依据的魔方坐标系。例如，针对于三阶魔方，若操作魔方中间层M层使得M层转动90度，那么中间层M层左右相对两面的面转动检测传感器都能检测到转位信息，由于中间层M层转动带动魔方内球转动，因此***检测传感器也能检测到***变化信息，计算设备在接收到相对两面的面转动检测传感器和***检测传感器发送的信号时即可识别确定出魔方是对应中间层进行了转动，并且计算设备依据魔方***作前的目标状态以及在魔方当前坐标系下魔方的当前操作即可识别到魔方在当前操作后的目标状态，从而实现魔方当前操作的监测。魔方层先法和cfop算法中，中层操作集合{M，E，S}，M为转动RL两面间的中间层，E为UD两面之间的中间层，S为FB两面间的中间层，以M操作为例，在没有***数据的情况下M等效为R′+L，即同时转动R面的逆时针方向和L面的顺时针方向，而本实施例识别时方法为检测到两个同时的单层转动L和R′以及同时采集到R方向的***数据变化后识别为M，转动到位后应重新映射各个颜色面对应的R、L、F、B、U、D面，即变化魔方的坐标系，其他中层操作同理；
若当前仅接收到了***检测传感器传送的信息，判定实体魔方进行了翻滚操作，此时首先获取魔方当前坐标系，根据***检测传感器传送的***信息识别出魔方在魔方当前坐标系下的翻滚操作以及翻滚操作后的目标状态；并且依据用户视角、通过当前***检测传感器传送的***信息确定出魔方下一次操作所依据的魔方坐标系。魔方还原算法中，转体操作集合{x，x′，y，y′，z，z′}，魔方整体绕三维坐标轴的x，y，z轴进行顺逆时针方向翻滚，识别方法为采集***变化数据，转动到位后应重新映射各个颜色面对应的R、L、F、B、U、D面；即变化魔方的坐标系。
三阶魔方中，六个面中间的模块相对位置为固定的，例如魔方在还原状态下，绿、蓝、红、橙、黄和白固定模块所在面映射到R、L、F、B、U、D面，即魔方的坐标系为：上黄下白左蓝右绿前红后橙；当魔方右边两面顺时针转动后，在层先法和cfop算法下，将以用户为视角进行接下来的还原操作算法，因此本实施例上述方法中，在上述操作后，将会以上红下橙左蓝右绿前白后黄为魔方的坐标系，即将绿、蓝、白、黄、红和橙固定模块所在面分别映射到R、L、F、B、U、D面上，在接下来的一步魔方操作时，将以上述魔方坐标系为准依据相应算法进行操作。
在本实施例中，记录魔方每次从上一目标状态到当前目标状态的时间，根据上述时间确定出魔方绝对颜色***变化的步骤列表以及对应时间；根据上述时间确定出魔方坐标系变化的步骤列表以及对应时间。魔方从任意一个打乱状态A到完全还原状态O，中间会经过若干中间打乱状态A1……An，每经过一次手法操作后，打乱状态会更新，计算设备会记录对应改变打乱状态所花的时间，根据用户选择会给出按照绝对颜色***即忽略***变化（黄U白D，F红B橙，L蓝R绿）步骤列表及对应时间为绝对还原路径及时间，或者加上***变化的各个颜色面对应的R、L、F、B、U、D面会发生变化的步骤列表及对应时间为VR还原路径及时间，根据层先法和cfop等算法的特点可将时间段细分为各个阶段的时间，及各个阶段之间的观察时间，用于用户数据分析帮助用户进行训练。
本实施例还公开了一种魔方操作监测***，包括魔方和魔方终端；其中：
所述魔方，其内设置有用于检测魔方***变化的***检测传感器、用于检测魔方各面转动的各面转动检测传感器以及无线通信模块，***传感器检测到的魔方***变化信息通过无线通信通信模块传送给魔方终端；各面转动检测传感器检测到的面转动信息通过无线通信通信模块传送给魔方终端；
魔方中，***检测传感器设置于魔方内球中，跟随内球进行转动；魔方中相对位置固定的模块所在层与内球绑定，即这些层转动时均带动内球转动；将魔方中相对位置固定的模块所在层定义为固定层，其他层定义为非固定层；魔方中为非固定层的各面均设置有对应的面转动检测传感器，魔方通过各面的面转动检测传感器检测各面相对于内球的转动；需要指出的是，在本实施例中，魔方的各面并非仅仅是指魔方的外表面，魔方中能够一起转动的模块所在层也称呼为魔方的一个面；例如五阶魔方中，左起第二层和右起的第二层也称呼为魔方的一个面。
所述魔方终端，用于执行本实施例所述的魔方操作监测方法。
本实施例还公开一种存储介质，存储有程序，所述程序被处理器执行时，实现本实施例上述所述的魔方操作监测方法。
本实施例还公开了一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，其特征在于，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现本实施例上述所述的魔方操作监测方法。
实施例2
本实施例公开了一种魔方训练方法，该训练方法主要在计算设备中实现，如图1所示，具体步骤如下：
获取要进行层先法和cfop算法训练的魔方类型，根据该魔方类型构建第一魔方三维模型；
进入魔方训练步骤，具体如下：
步骤S1、将第一魔方三维模型变化到相应的目标打乱状态；
步骤S2、获取实体训练魔方中***检测传感器当前所检测到的实体训练魔方的***变化信息；获取实体训练魔方中各面转动检测传感器当前所检测到的实体训练魔方的面转动信息；其中，当要进行训练的实体魔方类型为只能分成两层的魔方时，实体训练魔方指的是要进行训练的实体魔方改变后第二层的各模块颜色相同的魔方；当要进行训练的实体魔方类型为其他时，实体训练魔方指的是要进行训练的实体魔方改变后第三层的各模块颜色相同的魔方，实体训练魔方在还原和打乱状态下第二层和第一层与要训练的实体魔方在还原状态下的第二层和第一层颜色完全一致；例如要进行训练操作的实体魔方类型为三阶魔方时，实体训练魔方指的就是第三层各模块颜色均相同的魔方；如图1a所示，其中3表示属于魔方第三层的区域，2表示属于魔方第二层的区域，1表示属于魔方第一层的区域。
步骤S3、根据当前获取到的实体训练魔方的***变化信息控制第一魔方三维模型进行同步***变化；同时根据当前获取到的实体训练魔方的面转动信息控制第一魔方三维模型进行同步面转动；
步骤S4、判定第一魔方三维模型目前状态是否为还原成功状态；
若是，则完成魔方的一次训练，在下一次开始魔方训练时，返回到步骤S1；
若否，则返回步骤S2。
在本实施例中，实体训练魔方在***作过程中通过实施例1所述的魔方操作监测方法进行监测，对应层先法和cfop训练过程中会统计各个算法的熟悉程度（观察判断时间和拧动的顺畅度）加大这些算法的训练比例和时间，让训练更有针对性。
如图2所示，获取要进行操作的实体魔方类型，根据该实体魔方类型构建第二魔方三维模型；
进入实体魔方操作步骤，具体如下：
步骤S11、将第二魔方三维模型变化到实体魔方操作前的相同目标状态；
步骤S22、获取***作的实体魔方中***检测传感器当前所检测到的***变化信息；获取***作的实体魔方中各面转动检测传感器当前所检测到的面转动信息；
步骤S33、根据当前获取到***作的实体魔方的***变化信息控制第二魔方三维模型进行同步***变化；同时根据当前获取到的***作的实体魔方的面转动信息控制第二魔方三维模型进行同步面转动；以使得魔方三维模型的运动状态同步于实体魔方。
在本实施例中，实体魔方在***作过程中通过实施例1所述的魔方操作监测方法进行监测。
如图3所示，获取要进行盲拧操作的魔方类型，根据该魔方类型构建第三魔方三维模型；
进入魔方盲拧操作步骤，具体如下：
步骤S111、将第三魔方三维模型变化到相应的目标打乱状态，供盲拧操作者记忆；
步骤S222、在实体盲拧魔方开始***作时，计时开始；
步骤S333、获取实体盲拧魔方中***检测传感器当前所检测到的实体盲拧魔方的***变化信息；获取实体盲拧魔方中各面转动检测传感器当前所检测到的实体盲拧魔方的面转动信息；实体盲拧魔方指的是所有面各模块颜色均相同的魔方，例如要进行盲拧操作的实体魔方类型为六色的三阶魔方时，实体盲拧魔方指的就是六面各模块颜色均相同魔方。
步骤S444、根据所获取到的实体盲拧魔方的***变化信息和面转动信息判定第三魔方三维模型当前的状态是否为还原成功状态；
若是，则停止计时，魔方盲拧操作结束；
若否，则返回步骤S333。
在本实施例中，实体盲拧魔方在***作过程中通过实施例1所述的魔方操作监测方法进行监测。
在本实施例上述步骤中，若超过一定时间后，魔方三维模型当前的状态仍然为未还原成功状态，那么此时将停止计时，并且判定魔方盲拧失败。
在本实施例中，在本实施例魔方盲拧操作步骤中，当实体盲拧魔方开始***作后，由于不根据获取到的实体盲拧魔方的***变化信息和面转动信息控制魔方三维模型进行同步运动，因此在魔方还原之前，将看不到魔方三维模型的状态变化，因此盲拧者无需进行蒙眼操作。本实施例中，在魔方盲拧还原成功后，可以将魔方三维模型还原成功的状态显示出来。本实施例中，若魔方盲拧最终失败，可以将盲拧最后一步魔方三维模型的状态显示出来。
本实施例中，在魔方训练步骤中，通过语音或图例的方式推荐魔方的还原算法，同时根据还原算法判定实体训练魔方当前操作是否正确，在错误的情况下做出提醒并给出纠正方案。本实施例中，在实体魔方操作步骤中，通过语音或图例的方式向推荐还原算法，同时根据还原算法判定实体魔方当前操作是否正确，在错误的情况下做出提醒并给出纠正方案。本发明上述操作，在魔方当前操作错误的情况下能够做出提及时醒并给出纠正方案，进一步提高了魔方操作者的操作效率。
本实施例中，在魔方训练步骤中，根据实体训练魔方的各面转动检测传感器当前所检测到的实体训练魔方的面转动信息判定实体训练魔方当前***作时是否出现容错现象，通过时间列表记录容错现象，并且获取到容错现象产生后实体训练魔方***作的速度以及实体训练魔方从***作开始到还原所花费的时间；以告知魔方训练者出现容错现象给魔方操作所带来的影响，本实施例中，在实体魔方操作步骤中，根据实体魔方的各面转动检测传感器当前所检测到的实体魔方的面转动信息判定实体魔方当前***作时是否出现容错现象，通过时间列表记录容错现象，并且获取到容错现象产生后实体魔方***作的速度以及实体魔方从***作开始到还原所花费的时间。在本实施例中，容错指的是魔方某一面未拧动到位就开始拧动相邻面，而未到位的那一面会因为不到位而干涉相邻面的运动。本实施例上述操作可以起到提醒摩擦操作者改善魔方操作习惯的作用。
在本实施例中，上述通过3D渲染技术进行魔方三维模型建立以及控制魔方三维模型与外部的实体的魔方进行同步运动。
在本实施例中，魔方中***检测传感器可以采用9轴运动传感器，面转动检测传感器可以为编码器；例如当魔方为三阶魔方时，魔方中针对于魔方的六个面设置有6个编码器，分别用于检测魔方各面的转动。
本实施例公开了一种魔方训练装置，包括第一三维模型构建模块、魔方训练模块、第二三维模型构建模块、实体魔方操作模块、第三三维模型构建模块、魔方盲拧操作模块和魔方操作监测模块；其中：
第一三维模型构建模块，用于根据获取到的要进行训练的实体魔方类型构建第一魔方三维模型；
魔方训练模块包括：
第一魔方目标状态设置模块，用于将第一魔方三维模型变化到相应的目标打乱状态；
第一***变化信息获取模块，用于获取实体训练魔方中***检测传感器当前所检测到的实体训练魔方的***变化信息；其中，当要进行训练的实体魔方类型为只能分成两层的魔方时，实体训练魔方指的是要进行训练的实体魔方改变后第二层的各模块颜色相同的魔方；当要进行训练的实体魔方类型为其他时，实体训练魔方指的是要进行训练的实体魔方改变后第三层的各模块颜色相同的魔方；
第一面转动信息获取模块，用于获取实体训练魔方中各面转动检测传感器当前所检测到的实体训练魔方的面转动信息；
第一三维模型运动控制模块，用于根据当前获取到的实体训练魔方的***变化信息控制第一魔方三维模型进行同步***变化；用于根据当前获取到的实体训练魔方的面转动信息控制第一魔方三维模型进行同步面转动；
第一魔方状态判定模块，用于判定第一魔方三维模型目前状态是否为还原成功状态；若是，则确定魔方一次训练完成。
所述第二三维模型构建模块，用于根据获取到的要进行操作的实体魔方类型构建第二魔方三维模型；
第一魔方还原算法推荐模块，所述用于在魔方学习过程中，通过语音或图例的方式推荐魔方的还原算法；
第一魔方纠错模块，用于根据还原算法判定实体学习魔方当前操作是否正确，在错误的情况下做出提醒并给出纠正方案。
实体魔方操作模块包括：
第二魔方目标状态设置模块，用将第二魔方三维模型变化到实体魔方操作前的相同目标状态；
第二***变化信息获取模块，用于获取***作的实体魔方中***检测传感器所检测到的***变化信息；
第二面转动信息获取模块，用于获取***作的实体魔方中各面转动检测传感器所检测到的面转动信息；
第二三维模型运动控制模块，用于根据获取到***作的实体魔方的***变化信息控制第二魔方三维模型进行同步***变化；用于根据获取到的***作的实体魔方的面转动信息控制第二魔方三维模型进行同步面转动；
第二魔方还原算法推荐模块，用于在实体魔方操作中，通过语音或图例的方式推荐魔方的还原算法；
第二魔方纠错模块，用于根据还原算法判定实体魔方当前操作是否正确，在错误的情况下做出提醒并给出纠正方案。
所述第三三维模型构建模块，用于根据获取到的要进行盲拧操作的实体魔方类型构建第三魔方三维模型；
魔方盲拧操作模块包括：
第三魔方目标状态设置模块，用于将第三魔方三维模型变化到相应的目标打乱状态，供盲拧操作者记忆；
计时模块，用于在实体盲拧魔方开始***作时，计时开始；其中，实体盲拧魔方指的是各面属性均相同的魔方；
第三***变化信息获取模块，用于获取***作的实体盲拧魔方中***检测传感器当前所检测到的***变化信息；
第三面转动信息获取模块，用于获取***作的实体盲拧魔方中各面转动检测传感器当前所检测到的面转动信息；
第三魔方状态判定单元，用于根据当前所获取到的实体盲拧魔方所有的***变化信息和面转动信息判定第三魔方三维模型目前状态是否为还原成功状态；若是，则控制计时模块停止计时，确定魔方盲拧操作结束。
魔方操作监测模块，用于通过实施例1所述的魔方操作监测方法监测实体训练魔方、实体魔方和实体盲拧魔方。
本实施例的魔方训练装置可以实现容错判定、记录等功能，还包括：
容错判定模块，用于在魔方学习步骤中，根据实体学习魔方的各面转动检测传感器当前所检测到的实体学习魔方的面转动信息判定实体学习魔方当前***作时是否出现容错现象；用于在实体魔方操作步骤中，根据实体魔方的各面转动检测传感器当前所检测到的实体魔方的面转动信息判定实体魔方当前***作时是否出现容错现象；
容错记录模块，用于通过时间列表记录容错判定模块判定出的容错现象，并且获取到容错现象产生后魔方***作的速度以及魔方从***作开始到还原所花费的时间；
在此需要说明的是，本实施例的装置仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
本实施例还公开了一种魔方训练***，如图4所示，包括魔方和魔方终端；其中：
魔方，其内设置有用于检测魔方***变化的***检测传感器、用于检测魔方各面转动的各面转动检测传感器、实时时钟RTC以及无线通信模块，***传感器检测到的魔方***变化信息通过无线通信通信模块传送给魔方终端；各面转动检测传感器检测到的面转动信息通过无线通信通信模块传送给魔方终端；实时时钟RTC通过无线通信模块将计时信息传送给魔方终端。
魔方终端，用于执行本实施例上述所述的魔方训练方法。
魔方中，***检测传感器设置于魔方内球中，跟随内球进行转动；魔方中相对位置固定的模块所在层与内球绑定，即这些层转动时均带动内球转动；将魔方中相对位置固定的模块所在层定义为固定层，其他层定义为非固定层；魔方中为非固定层的各面均设置有对应的面转动检测传感器，魔方通过各面的面转动检测传感器检测各面相对于内球的转动；需要指出的是，在本实施例中，魔方的各面并非仅仅是指魔方的外表面，魔方中能够一起转动的模块所在层也称呼为魔方的一个面；例如五阶魔方中，左起第二层和右起的第二层也称呼为魔方的一个面。
所述魔方包括实体训练魔方、实体魔方和实体盲拧魔方；
其中，当要进行训练的魔方类型为二阶魔方时，实体训练魔方指的是要进行训练的魔方改变后第二层的各模块颜色相同的魔方；当要进行训练的魔方类型为其他时，实体训练魔方指的是要进行训练的魔方改变后第三层的各模块颜色相同的魔方。
实体盲拧魔方指的是所有面各模块颜色均相同的魔方。
在本实施例中，魔方内设的***检测传感器可以是9轴运动传感器，面转动检测传感器可以是编码器，具体可以为数据宽度≥4位的绝对编码器或者分辨率≤π/8的增量编码器，编码器的半径≤8mm，厚度≤3mm，有光电式和机械式两种。其中魔方的一个非固定层对应一个编码器，各非固定层相对于内球转动时能够带动对应各编码器进行转动。
本实施例中，无线通信模块可以是wifi模块、蓝牙模块等。
本实施例还公开了一种存储介质，存储有程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时，实现本实施例上述所述的魔方训练方法。
在本实施例中，存储介质可以是以是磁盘、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、U盘、移动硬盘等介质。
本实施例还公开了一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现本实施例上述所述的魔方训练方法。
在本实施例中，计算设备可以是台式电脑、笔记本电脑、智能手机、PDA手持终端、平板电脑、服务器或其他具有显示功能的终端设备。
实施例3
本实施例公开了一种魔方盲拧方法，如图3中所示，步骤如下：
获取要进行盲拧操作的魔方类型，根据该魔方类型构建魔方三维模型；
进入魔方盲拧操作步骤，具体如下：
步骤S1、将魔方三维模型变化到相应的目标打乱状态，供盲拧操作者记忆；
步骤S2、在实体盲拧魔方开始***作时，计时开始；在本实施例中实体盲拧魔方指的是所有面各模块颜色均相同的魔方，例如要进行盲拧操作的魔方类型为六色的三阶魔方时，实体盲拧魔方指的就是六面各模块颜色均相同魔方。
步骤S3、获取实体盲拧魔方中***检测传感器当前所检测到的实体盲拧魔方的***变化信息；获取实体盲拧魔方中各面转动检测传感器当前所检测到的实体盲拧魔方的面转动信息；
步骤S4、根据当前所获取到的实体盲拧魔方的***变化信息和面转动信息判定魔方三维模型当前的状态是否为还原成功状态；
若是，则停止计时，魔方盲拧操作结束；
若否，则返回步骤S3。
在本实施例中，实体盲拧魔方在***作过程中通过实施例1所述的魔方操作监测方法进行监测。
在本实施例上述步骤中，若用户自己终止盲拧或者超过一定时间后，魔方三维模型当前的状态仍然为未还原成功状态，那么此时将停止计时，并且判定魔方盲拧失败。
在本实施例中，上述通过3D渲染技术进行魔方三维模型建立以及控制魔方三维模型与外部的实体的魔方进行同步运动。在本实施例魔方盲拧操作步骤中，当实体盲拧魔方开始***作后，由于不根据获取到的实体盲拧魔方的***变化信息和面转动信息控制魔方三维模型进行同步运动，因此在魔方还原之前，将看不到魔方三维模型的状态变化，因此盲拧者无需进行蒙眼操作。本实施例中，在魔方盲拧还原成功后，可以将魔方三维模型还原成功的状态显示出来。本实施例中，若魔方盲拧最终失败，可以将盲拧最后一步魔方三维模型的状态显示出来。
本实施例还公开了一种魔方盲拧装置，包括三维模型构建模块和魔方盲拧操作模块；
三维模型构建模块，用于根据获取到的要进行盲拧操作的魔方类型构建魔方三维模型；
魔方盲拧操作模块包括：
魔方目标状态设置模块，用于将魔方三维模型变化到相应的目标打乱状态，供盲拧操作者记忆；
计时模块，用于在实体盲拧魔方开始***作时开始计时；用于在魔方盲拧还原成功后或者计时时间超过一定时间时停止计时；其中，实体盲拧魔方指的是所有面颜色均相同的魔方；
***变化信息获取模块，用于获取***作的实体盲拧魔方中***检测传感器当前所检测到的***变化信息；
面转动信息获取模块，用于获取***作的实体盲拧魔方中各面转动检测传感器当前所检测到的面转动信息；
魔方状态判定单元，用于根据所获取到的实体盲拧魔方的***变化信息和面转动信息判定魔方三维模型目前状态是否为还原成功状态；若是，则控制计时模块停止计时，确定魔方盲拧操作结束。
在此需要说明的是，本实施例的装置仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
本实施例还公开了一种魔方盲拧***，包括实体盲拧魔方和魔方终端；其中实体盲拧魔方指的是所有面颜色均相同的魔方；
实体盲拧魔方，其内设置有用于检测魔方***变化的***检测传感器、用于检测魔方各面转动的各面转动检测传感器、实时时钟RTC以及无线通信模块，***传感器检测到的魔方***变化信息通过无线通信通信模块传送给魔方终端；各面转动检测传感器检测到的面转动信息通过无线通信通信模块传送给魔方终端；实时时钟RTC通过无线通信模块将计时信息传送给魔方终端。
魔方终端，用于执行本实施例所述的魔方盲拧方法。
在本实施例实体盲拧魔方中，***检测传感器设置于魔方内球中，跟随内球进行转动；魔方中相对位置固定的模块所在层与内球绑定，即这些层转动时均带动内球转动；将魔方中相对位置固定的模块所在层定义为固定层，其他层定义为非固定层；魔方中为非固定层的各面均设置有对应的面转动检测传感器，魔方通过各面的面转动检测传感器检测各面相对于魔方内球的转动。
在本实施例中，***检测传感器可以是9轴运动传感器，面转动检测传感器可以是编码器，具体可以为数据宽度≥4位的绝对编码器或者分辨率≤π/8的增量编码器，编码器的半径≤8mm，厚度≤3mm，有光电式和机械式两种。
本实施例还公开了一种存储介质，存储有程序，所述程序被处理器执行时，实现本实施例所述的魔方盲拧方法。
在本实施例中，存储介质可以是以是磁盘、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、U盘、移动硬盘等介质。
本实施例还公开了一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现本实施例所述的魔方盲拧方法。
在本实施例中，计算设备可以是台式电脑、笔记本电脑、智能手机、PDA手持终端、平板电脑、服务器或其他具有显示功能的终端设备。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (18)
1.一种魔方操作监测方法，其特征在于，步骤如下：
针对于要操作的魔方，接收其中***检测传感器检测到的魔方***信息和各面转动检测传感器检测到的魔方各面的转动信息；其中魔方中，***检测传感器设置于魔方内球中，跟随内球进行转动；魔方中相对位置固定的模块所在层与内球绑定，即这些层转动时均带动内球转动；以下将魔方中相对位置固定的模块所在层定义为固定层，其他层定义为非固定层；魔方中为非固定层的各面均设置有对应的面转动检测传感器，魔方通过各面的面转动检测传感器检测各面相对于内球的转动；
若当前接收到一个面或多个相邻面的面转动检测传感器传送到的信息，判定魔方当前仅进行了未带固定层的单层或多层操作，此时首先获取魔方当前坐标系，然后根据面转动检测传感器发送的转动信息识别出魔方在魔方当前坐标系下单层或多层的操作以及单层或多层操作后的目标状态；
若当前接收到了一个面或多个相邻面的面转动检测传感器和***检测传感器传送的信息，判定魔方当前进行了带固定层的双层或多层操作转动，此时首先获取魔方当前坐标系，然后根据面转动检测传感器传送的转动信息以及***检测传感器传送的***信息识别出魔方在魔方当前坐标系下的双层操作以及操作后的目标状态；并且依据用户视角、通过当前***检测传感器传送的***信息确定出魔方下一次操作所依据的魔方坐标系；
若当前接收到了相对面的面转动检测传感器和***检测传感器传送的信息，判定魔方仅进行了固定层的转动，此时首先获取魔方当前坐标系，然后根据相对面的面转动检测传感器传送的转动信息以及***检测传感器传送的***信息识别出魔方在魔方当前坐标系下的中层操作以及中层操作后的目标状态；并且依据用户视角、通过当前***检测传感器传送的***信息确定出魔方下一次操作所依据的魔方坐标系；
若当前仅接收到了***检测传感器传送的信息，判定魔方进行了翻滚操作，此时首先获取魔方当前坐标系，根据***检测传感器传送的***信息识别出魔方在魔方当前坐标系下的翻滚操作以及翻滚操作后的目标状态；并且依据用户视角、通过当前***检测传感器传送的***信息确定出魔方下一次操作所依据的魔方坐标系。
2.一种魔方操作监测***，其特征在于，包括魔方和魔方终端；其中：
所述魔方，其内设置有用于检测魔方***变化的***检测传感器、用于检测魔方各面转动的各面转动检测传感器以及无线通信模块，***传感器检测到的魔方***变化信息通过无线通信通信模块传送给魔方终端；各面转动检测传感器检测到的面转动信息通过无线通信通信模块传送给魔方终端；
魔方中，***检测传感器设置于魔方内球中，跟随内球进行转动；魔方中相对位置固定的模块所在层与内球绑定，即这些层转动时均带动内球转动；将魔方中相对位置固定的模块所在层定义为固定层，其他层定义为非固定层；魔方中为非固定层的各面均设置有对应的面转动检测传感器，魔方通过各面的面转动检测传感器检测各面相对于内球的转动；
所述魔方终端，用于执行权利要求1所述的魔方操作监测方法。
3.一种存储介质，存储有程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时，实现权利要求1中所述的魔方操作监测方法。
4.一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，其特征在于，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现权利要求1中所述的魔方操作监测方法。
5.一种魔方训练方法，其特征在于，步骤如下：
获取要进行层先法和cfop算法训练的魔方类型，根据该魔方类型构建第一魔方三维模型；
进入魔方训练步骤，具体如下：
步骤S1、将第一魔方三维模型变化到相应的目标打乱状态；
步骤S2、在实体训练魔方操作过程中，获取实体训练魔方中***检测传感器当前所检测到的实体训练魔方的***变化信息；获取实体训练魔方中各面转动检测传感器当前所检测到的实体训练魔方的面转动信息；其中，当要进行训练的魔方类型为二阶魔方时，实体训练魔方指的是要进行训练的魔方改变后第二层的各模块颜色相同的魔方；当要进行训练的魔方类型为其他时，实体训练魔方指的是要进行训练的魔方改变后第三层的各模块颜色相同的魔方；
步骤S3、根据当前获取到的实体训练魔方的***变化信息控制第一魔方三维模型进行同步***变化；同时根据当前获取到的实体训练魔方的面转动信息控制第一魔方三维模型进行同步面转动；
步骤S4、判定第一魔方三维模型目前状态是否为还原成功状态；
若是，则完成魔方的一次训练，在下一次开始魔方训练时，返回到步骤S1；
若否，则返回步骤S2；
其中，实体训练魔方在***作过程中通过权利要求1所述的魔方操作监测方法进行监测。
6.根据权利要求5所述的魔方训练方法，其特征在于，还包括如下步骤：
获取要进行操作的实体魔方类型，根据该实体魔方类型构建第二魔方三维模型；
进入实体魔方操作步骤，具体如下：
步骤S11、将第二魔方三维模型变化到实体魔方操作前的相同目标状态；
步骤S22、获取***作的实体魔方中***检测传感器当前所检测到的***变化信息；获取***作的实体魔方中各面转动检测传感器当前所检测到的面转动信息；
步骤S33、根据当前获取到***作的实体魔方的***变化信息控制第二魔方三维模型进行同步***变化；同时根据当前获取到的***作的实体魔方的面转动信息控制第二魔方三维模型进行同步面转动；以使得魔方三维模型的运动状态同步于实体魔方；
其中，实体魔方在***作过程中通过权利要求1所述的魔方操作监测方法进行监测；
在魔方训练步骤中，通过语音或图例的方式推荐魔方的还原算法，同时根据还原算法判定实体训练魔方当前操作是否正确，在错误的情况下做出提醒并给出纠正方案；
在实体魔方操作步骤中，通过语音或图例的方式向推荐还原算法，同时根据还原算法判定实体魔方当前操作是否正确，在错误的情况下做出提醒并给出纠正方案。
7.根据权利要求6所述的魔方训练方法，其特征在于，在魔方训练步骤中，根据实体训练魔方的各面转动检测传感器当前所检测到的实体训练魔方的面转动信息判定实体训练魔方当前***作时是否出现容错现象，通过时间列表记录容错现象，并且获取到容错现象产生后实体训练魔方***作的速度以及实体训练魔方从***作开始到还原所花费的时间；
在实体魔方操作步骤中，根据实体魔方的各面转动检测传感器当前所检测到的实体魔方的面转动信息判定实体魔方当前***作时是否出现容错现象，通过时间列表记录容错现象，并且获取到容错现象产生后实体魔方***作的速度以及实体魔方从***作开始到还原所花费的时间。
8.根据权利要求5所述的魔方训练方法，其特征在于，还包括如下步骤：
获取要进行盲拧操作的魔方类型，根据该魔方类型构建第三魔方三维模型；
进入魔方盲拧操作步骤，具体如下：
步骤S111、将第三魔方三维模型变化到相应的目标打乱状态，供盲拧操作者记忆；
步骤S222、在实体盲拧魔方开始***作时，计时开始；
步骤S333、获取实体盲拧魔方中***检测传感器当前所检测到的实体盲拧魔方的***变化信息；获取实体盲拧魔方中各面转动检测传感器当前所检测到的实体盲拧魔方的面转动信息；
步骤S444、根据所获取到的实体盲拧魔方的***变化信息和面转动信息判定第三魔方三维模型当前的状态是否为还原成功状态；
若是，则停止计时，魔方盲拧操作结束；
若否，则返回步骤S333；
实体盲拧魔方指的是要进行盲拧操作的魔方改变后所有面颜色均相同的魔方；
其中，实体盲拧魔方在操作时通过权利要求1所述的魔方操作监测方法进行监测。
9.一种魔方训练装置，其特征在于，包括第一三维模型构建模块、魔方训练模块和魔方操作监测模块：
第一三维模型构建模块，用于根据获取到的要进行训练的魔方类型构建第一魔方三维模型；
魔方训练模块包括：
第一魔方目标状态设置模块，用于将第一魔方三维模型变化到相应的目标打乱状态；
第一***变化信息获取模块，用于获取实体训练魔方中***检测传感器当前所检测到的实体训练魔方的***变化信息；其中，当要进行训练的魔方类型为二阶魔方时，实体训练魔方指的是要进行训练的魔方改变后第二层的各模块颜色相同的魔方；当要进行训练的魔方类型为其他时，实体训练魔方指的是要进行训练的魔方改变后第三层的各模块颜色相同的魔方；
第一面转动信息获取模块，用于获取实体训练魔方中各面转动检测传感器当前所检测到的实体训练魔方的面转动信息；
第一三维模型运动控制模块，用于根据当前获取到的实体训练魔方的***变化信息控制第一魔方三维模型进行同步***变化；用于根据当前获取到的实体训练魔方的面转动信息控制第一魔方三维模型进行同步面转动；
第一魔方状态判定模块，用于判定第一魔方三维模型目前状态是否为还原成功状态；若是，则确定魔方一次训练完成；
魔方操作监测模块，用于通过权利要求1所述的魔方操作监测方法监测实体训练魔方。
10.一种魔方训练***，其特征在于，包括至少一个魔方和魔方终端；其中：
所述魔方，其内设置有用于检测魔方***变化的***检测传感器、用于检测魔方各面转动的各面转动检测传感器以及无线通信模块，***传感器检测到的魔方***变化信息通过无线通信通信模块传送给魔方终端；各面转动检测传感器检测到的面转动信息通过无线通信通信模块传送给魔方终端；
所述魔方终端，用于执行权利要求5～8中任一项所述的魔方训练方法；
所述魔方包括实体训练魔方，当要进行训练的魔方类型为二阶魔方时，实体训练魔方指的是要进行训练的魔方改变后第二层的各模块颜色相同的魔方；当要进行训练的魔方类型为其他时，实体训练魔方指的是要进行训练的魔方改变后第三层的各模块颜色相同的魔方。
11.根据权利要求10所述的魔方训练***，其特征在于，所述魔方内设有实时时钟RTC，所述实时时钟RTC通过无线通信模块将计时信息传送给魔方终端。
12.一种存储介质，存储有程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时，实现权利要求5～8中任一项所述的魔方训练方法。
13.一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，其特征在于，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现权利要求5～8中任一项所述的魔方训练方法。
14.一种魔方盲拧方法，其特征在于，步骤如下：
获取要进行盲拧操作的魔方类型，根据该魔方类型构建魔方三维模型；
进入魔方盲拧操作步骤，具体如下：
步骤S1、将魔方三维模型变化到相应的目标打乱状态，供盲拧操作者记忆；
步骤S2、在实体盲拧魔方开始***作时，计时开始；
步骤S3、获取实体盲拧魔方中***检测传感器当前所检测到的实体盲拧魔方的***变化信息；获取实体盲拧魔方中各面转动检测传感器当前所检测到的实体盲拧魔方的面转动信息；
步骤S4、根据当前所获取到的实体盲拧魔方的***变化信息和面转动信息判定魔方三维模型当前的状态是否为还原成功状态；
若是，则停止计时，魔方盲拧操作结束；
若否，则返回步骤S3；
实体盲拧魔方指的是所有面颜色均相同的魔方；
其中，实体盲拧魔方在操作时通过权利要求1所述的魔方操作监测方法进行监测。
15.一种魔方盲拧装置，其特征在于，包括三维模型构建模块、魔方盲拧操作模块和魔方操作监测模块；
所述三维模型构建模块，用于根据获取到的要进行盲拧操作的魔方类型构建魔方三维模型；
所述魔方盲拧操作模块包括：
魔方目标状态设置模块，用于将魔方三维模型变化到相应的目标打乱状态，供盲拧操作者记忆；
计时模块，用于在实体盲拧魔方开始***作时，计时开始；其中，实体盲拧魔方指的是所有面颜色均相同的魔方；
***变化信息获取模块，用于获取***作的实体盲拧魔方中***检测传感器当前所检测到的***变化信息；
面转动信息获取模块，用于获取***作的实体盲拧魔方中各面转动检测传感器当前所检测到的面转动信息；
魔方状态判定单元，用于根据所获取到的实体盲拧魔方的***变化信息和面转动信息判定魔方三维模型目前状态是否为还原成功状态；若是，则控制计时模块停止计时，确定魔方盲拧操作结束；
魔方操作监测模块，用于通过权利要求1所述的魔方操作监测方法监测实体盲拧魔方。
16.一种魔方盲拧***，其特征在于，包括实体盲拧魔方和魔方终端；其中实体盲拧魔方指的是所有面颜色均相同的魔方；
实体盲拧魔方，其内设置有用于检测魔方***变化的***检测传感器、用于检测魔方各面转动的各面转动检测传感器以及无线通信模块，***传感器检测到的魔方***变化信息通过无线通信通信模块传送给魔方终端；各面转动检测传感器检测到的面转动信息通过无线通信通信模块传送给魔方终端；
魔方终端，用于执行权利要求14所述的魔方盲拧方法。
17.一种存储介质，存储有程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时，实现权利要求14所述的魔方盲拧方法。
18.一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，其特征在于，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现权利要求14所述的魔方盲拧方法。
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