一種棋盤和棋子自動定位識別棋的製作方法

2023-05-21 07:57:26 1

專利名稱：一種棋盤和棋子自動定位識別棋的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種棋，特別涉及一種棋盤和棋子自動定位識別棋。
背景技術：
棋類遊戲是大家非常喜愛的智力活動，由於其對於開發智力、陶冶人的性情都十分有益，因而受到很多人的喜愛。中國象棋變化多端，趣味無窮，是流傳了一千多年的優秀遊戲，是中華文化的精粹之一。西洋棋也越來越成為時尚的娛樂和競技項目，西洋棋比賽也倍受關注。隨著機器人技術的發展，機器人的功能越來越豐富，娛樂機器人的研究已經成為一個重要的方向。象棋機器人是娛樂機器人的一種，它主要是通過象棋棋盤和棋子識別方法，通常是在攝像機的監視下，使人機下棋過程非常類似於人與人之間的對弈，更具有人性化和親切感。隨著網絡的不斷發展，人們經常通過網絡觀看象棋比賽或對弈直播，只有快速定位識別棋盤和棋子，才能第一時間了解棋局變化。CN2527324Y號中國專利公布文本公開了一種通過機器識別棋局與操作棋子的棋類用具。它具有普通或特製的棋子與棋盤，嵌入特製軟體的單片機系統或嵌入式計算機系統，棋局識別裝置和機械移動裝置。計算機系統控制有多種實現辦法的棋局識別裝置，對當前的棋局進行準確地識別，然後控制機械手或類似機械裝置移動棋子。其中一種方法是利用攝像頭和圖像識別技術實現棋局的識別，包括特徵提取、信號處理、信息數位化並傳輸等。該方法需要對捕捉的棋盤圖像進行二值化、棋子檢測和棋子文字識別，需要考慮光源變化和不良環境的影響，將圖像做全局單閾值，二值化無法有效的將棋盤背景和網絡線及棋子分開；棋子檢測是相對耗時的工作，而且對行棋操作的有效判斷也比較複雜。棋子定位的準確性將直接影響後續識別的正確性；棋子文字識別的主要問題是文字方向的任意性。考慮到下棋軟體搜索和推理比較費時，尤其是在較高級別時，為使系統具有較短的響應時間，該視覺部分應儘可能快，故很多計算量大的處理方法在此不太適用。

發明內容
為解決上述問題，本發明創造性地採用RF技術實現棋盤和棋子的自動定位和識另O，避免了繁瑣的信息特徵提取、計算、再成像過程，不受光源變化和不良環境影響，無須進行文字方向處理。能夠快速準確地獲取棋局變化，以供進行後續下棋步驟的計算和判斷。本發明方案採用RF技術實現棋盤和棋子的自動定位和識別，所述的棋盤和棋子具有檢測定位功能，所述的每個棋子內嵌有一個非接觸RF晶片和天線，用來對棋子進行定位和傳送信息。優選的是，所述的每個RF晶片內寫入唯一 ID號，以此區分不同的棋子。在上述任一方案中優選的是，所述棋盤上的每個落點處即棋盤的每個交叉點處下棋的位置，內部安裝一個RF讀卡器，並進行統一編碼，便於棋盤定位。在上述任一方案中優選的是，所述的RF讀卡器與所述每個棋子嵌入的RF晶片是同頻段的，每個棋子內部嵌入對應棋盤落子點的RF讀卡器同頻段的RF晶片、天線，可通過這些RF讀卡器識別棋子的落點。在上述任一方案中優選的是，所述的RF讀卡器對應唯一的編碼，以實現棋盤落點定位。 在上述任一方案中優選的是，所述的棋盤落子點的RF讀卡器場強和Q值可預先與棋子中內嵌的RF晶片及天線進行參數適配調整。在上述任一方案中優選的是，所述的RF讀卡距離和範圍調整為只能讀取落點的棋子。在上述任一方案中優選的是，所述的RF讀卡器可讀取出落點RF晶片中唯一的ID號，並且了解棋子名稱、棋子在棋盤中的位置等信息，以達到棋子落點和具體棋子的自動識別。在上述任一方案中優選的是，所述的落點的RF讀卡器通過各自通信接口集中連接到棋盤和棋子自動定位識別系統，該系統可通過獲取RF讀卡器的統一編碼來確定讀卡器位置，進而判斷棋盤的落點位置，形成棋盤定位；
在上述任一方案中優選的是，所述的棋盤和棋子的自動定位識別系統實時監測棋盤的各落子點的RF讀卡器，判斷其落子點是否存在棋子。在上述任一方案中優選的是，所述的棋盤各落子點的RF讀卡器在每次輪詢棋子過程中，為避免誤判斷，對於無棋子情況即是否檢測到RF晶片以及讀取到ID號的判斷採用連續3次讀取並比對ID號方式進行，只有3次讀取的ID號一致才認為是下了有效的棋子。在上述任一方案中優選的是，所述的棋盤和棋子自動定位識別系統模塊是帶有CPU的微處理器模塊，棋盤內嵌的各落子點對應RF讀卡器通過總線通信與自動定位識別系統模塊連接。棋盤和棋子自動定位識別系統實時監測棋盤各落子點的RF讀卡器，判斷其落子點是否存在棋子。在上述任一方案中優選的是，所述的落點的RF讀卡器通過總線通信方式與棋盤和棋子自動定位識別系統實現通信交互。通過各RF讀卡器讀取到的落點棋子中的RF晶片ID號可自動識別是哪個棋子。在上述任一方案中優選的是，所述的棋盤和棋子自動定位識別系統通過某種無線通信方式將棋盤和棋子的定位識別信息傳送給機器人或計算機。


為了使本發明便於理解，現在結合附圖描述本發明的具體實施例。圖1示出了按照本發明的棋盤和棋子自動定位識別棋的一優選實施例的系統邏輯框圖。圖2示出了按照本發明的棋盤和棋子自動定位識別棋的一優選實施例的棋盤棋子自動識別定位流程圖。具體名稱如下:
I:自動定位識別系統模塊2:RF讀卡器3:RF晶片4:天線
具體實施例方式下面結合附圖和優選的實施方式對本發明作進一步詳細描述。權利要求書中構成要件和實施例中具體實例之間的對應關係可以如下例證。這裡的描述意圖在於確認在實施例中描述了用來支持在權利要求中陳述的主題的具體實例，由於在實施例中描述了實例，不意味著該具體實例不表示構成要件。相反地，即使在此包含了具體實例作為對應一個構成要件的要素特徵，也不意味著該具體實例不表示任何其他構成要件。此外，這裡的描述不意味著對應於實施例中陳述的具體實例的所有主題都在權利要求中引用了。換句話說，這裡的描述不否認這種實體，即對應實施例包含的具體實例，但不包含在其任何一項權利要求中，即能夠在以後的修正被分案並申請、或增加的可能發明的實體。本發明技術方案運用於棋盤與棋子中，棋盤上安裝自動定位識別系統模塊，棋盤上的每個棋子落點處嵌入RF讀卡器2，棋子內嵌RF晶片3、天線4。所述的棋子模塊是內嵌有RF晶片3和天線4的棋子。不同棋子內的晶片3對應存儲不同的ID編號，因此可以根據RF讀卡器2讀入的ID編號內容確定是何棋子。棋盤內嵌RF讀卡器2模塊在棋盤的每個交叉點處，即下棋的位置，內嵌入RF讀卡器2，當棋子落子時，RF讀卡器2就能讀出棋子的編碼，並通過總線通信接口傳輸給自動定位識別系統模塊。棋盤內的每個位置對應的RF讀卡器2也對應唯一的讀卡器編碼，自動定位識別系統通過獲取的讀卡器編碼即可確定棋盤的位置。棋盤落子點的RF讀卡器2場強和Q值可預先與棋子中內嵌的RF晶片3及天線4進行參數適配調整，讀卡距離和範圍調整為只能讀取落點處的棋子。棋盤和棋子自動定位識別系統模塊I是帶有CPU的微處理器模塊，棋盤內嵌的各落子點對應RF讀卡器2通過總線通信與自動定位識別系統模塊連接。棋盤內有無棋子，棋子的名稱、棋子在棋盤中的位置等信息都會通過總線通信接口匯聚到棋盤和棋子自動定位識別系統模塊1，並通過無線方式與機器人或其他設備進行信息交互，顯示棋局的變化。( I)棋盤上電，棋盤內嵌的棋盤和棋子自動定位識別系統模塊I初始化，並對棋盤內的各RF讀卡器2初始化，包括RF讀卡器讀卡速率設置、總線通信的方式等；
(2)棋盤和棋子自動定位識別系統智能處理模塊I初始化無線通信模式及內部對應棋盤各個落子點的存儲單元，內部單元分別存放各個RF讀卡器2信息，單元的初始狀態為零；
(3)棋盤和棋子自動定位識別系統I通過總線通信獲取每個RF讀卡器2的編碼即棋盤的定位信息；棋盤內有無棋子，棋子的名稱、棋子在棋盤中的位置等信息都會通過總線通信接口匯聚到棋盤和棋子自動定位識別系統模塊1，並通過無線方式與機器人或其他設備進行信息交互，顯示棋局的變化
(4)RF讀卡器2沒有檢測到棋盤上有落子時，處於睡眠狀態；
(5)棋盤上落子處的RF讀卡器2檢測到棋子的RF晶片3時，讀取RF晶片的ID編號即棋子的信息即可分辨出所落的是哪顆棋子，並開啟總線通信模式，向棋盤和棋子自動定位識別系統I申請需要與之通信，棋盤和棋子自動定位識別系統I通過總線通信方式獲取讀卡器編碼和棋子ID編號；
(6)棋盤和棋子自動定位識別系統I將接收的信息存儲在內部存儲單元，並將變化後的棋盤和棋子信息轉換為無線通信模式並發送給機器人或其他智能設備；
(7)當棋子從一處移至另一處時，移走處棋盤上的讀卡器2檢測不到RF晶片3信息，此時讀卡器2信息變為零，並觸發總線通信，將讀卡器2編碼和無子信息傳輸給棋盤和棋子自動定位識別系統1，並通過棋盤和棋子自動定位識別系統I無線傳輸給機器人或其他智能設備；
(8)棋子移到處的處理方法如(5)(6)所示；棋盤落子處的RF讀卡器2檢測到棋子的RF晶片3時，讀取RF晶片3的ID編碼即棋子的信息即可分辨出所落的是哪顆棋子，並開啟總線通信模式，向棋盤和棋子自動定位識別系統I申請需要與之通信，棋盤和棋子自動定位識別系統I通過總線通信方式獲取讀卡器2編碼和棋子ID編號；棋盤和棋子自動定位識別系統I將接收的信息存儲在內部存儲單元，並將變化後的棋盤和棋子信息轉換為無線通信模式並發送給機器人或其他智能設備；
(9)吃子處理時，先將準備吃的子拿掉，拿掉後棋盤處理方法與(7)步中的移走棋子相同；再將待走棋子放到拿掉棋子處，處理方法如(5) (6)所示。拿掉棋子後的棋盤落點的RF讀卡器2檢測不到RF晶片3信息，此時讀卡器2信息變為零，並觸發總線通信，將讀卡器2編碼和無子信息傳輸給棋盤和棋子自動定位識別系統1，並通過棋盤和棋子自動定位識別系統I無線傳輸給機器人或其他智能設備；再將待走棋子放到拿掉棋子處，棋盤落子處的RF讀卡器2檢測到棋子的RF晶片3時，讀取RF晶片3的ID編碼即棋子的信息即可分辨出所落的是哪顆棋子，並開啟總線通信模式，向棋盤和棋子自動定位識別系統I申請需要與之通信，棋盤和棋子自動定位識別系統I通過總線通信方式獲取讀卡器2編碼和棋子ID編號；棋盤和棋子自動定位識別系統I將接收的信息存儲在內部存儲單元，並將變化後的棋盤和棋子信息轉換為無線通信模式並發送給機器人或其他智能設備；
需要說明的是，本發明的具體實現實例描述採用13.56MRF技術，但也可以採用超高頻RF技術如900M，甚至是2.4G技術，但這些不同頻段的核心仍是使用RF技術，無論採用何種頻段RF技術，都在本發明的保護範圍內。本發明中提及的RF讀卡器與棋盤和棋子自動定位識別系統之間的通信實例採用總線通信方式，也可以採用232、422通信接口直接與棋盤和棋子自動定位識別系統通信，通信方式不影響本發明的核心思路，都在本發明的保護範圍內。儘管具體地參考其優選實施例來示出並描述了本發明，但本領域的技術人員可以理解，可以做出形式和細節上的各種改變而不脫離所附權利要求書中所述的本發明的範圍。以上結合本發明的具體實施例做了詳細描述，但並非是對本發明的限制。凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改，均仍屬於本發明技術方案的範圍。
權利要求
1.一種棋盤和棋子自動定位識別棋，所述的棋盤和棋子具有檢測定位功能，其特徵在於:每個棋子內嵌有一個非接觸RF晶片(3)和天線(4)，棋盤和棋子採用RF技術實現自動定位和識別。
2.如權利要求1所述的棋盤和棋子自動定位識別棋，其特徵在於:所述的每個RF晶片(3)內寫入唯一 ID號。
3.如權利要求1所述的棋盤和棋子自動定位識別棋，其特徵在於:所述棋盤上的每個落點處即下棋的位置內部安裝一個RF讀卡器(2)。
4.如權利要求3所述的棋盤和棋子自動定位識別棋，其特徵在於:所述的RF讀卡器(2)與所述每個棋子嵌入的RF晶片(3)是同頻段的。
5.如權利要求3或4所述的棋盤和棋子自動定位識別棋，其特徵在於:所述的RF讀卡器(2)對應唯一的編碼。
6.如權利要求1-5所述的棋盤和棋子自動定位識別棋，其特徵在於:所述的棋盤落子點的RF讀卡器(2)場強和Q值可預先與棋子中內嵌的RF晶片(3)及天線(4)進行參數適配調整。
7.如權利要求1-6所述的棋盤和棋子自動定位識別棋，其特徵在於:所述的RF讀卡距離和範圍調整為只能讀取落點的棋子。
8.如權利要求7所述的棋盤和棋子自動定位識別棋，其特徵在於:所述的RF讀卡器(2)可以讀取到落點棋子中的RF晶片(3) ID號，獲取棋子數據自動識別是哪個棋子。
9.如權利要求1-8所述的棋盤和棋子自動定位識別棋，其特徵在於:所述的落點的RF讀卡器(2)通過各自通信接口集中連接到棋盤和棋子自動定位識別系統，該系統可通過獲取RF讀卡器(2)的統一編碼來確定讀卡器位置，進而判斷棋盤的落點位置，形成棋盤定位。
10.如權利要求1-9所述的棋盤和棋子自動定位識別棋，其特徵在於:所述的棋盤和棋子自動定位識別系統(I)實時監測棋盤各落子點的RF讀卡器(2)，判斷其落子點是否存在棋子。
全文摘要
本發明涉及一種棋，特別涉及一種棋盤和棋子自動定位識別棋，所述的棋盤和棋子自動定位識別系統模塊(1)帶有CPU的微處理器模塊，棋盤內嵌的各落子點對應的RF讀卡器(2)通過總線通信與自動定位識別系統模塊(1)連接。棋盤內有無棋子，棋子的名稱、棋子在棋盤中的位置等信息都會通過總線通信接口匯聚到棋盤和棋子自動定位識別系統模塊(1)，並與機器人或其他設備進行信息交互，顯示棋局的變化。本發明完全摒棄了先前的棋子檢測技術，避免了繁瑣的信息特徵提取、計算、再成像過程，不受光源變化和不良環境影響，無須進行文字方向處理，能夠快速準確地獲取棋局變化，以供進行後續下棋步驟的計算和判斷。
文檔編號A63F3/02GK103143163SQ20131009407
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月22日 優先權日2013年3月22日
發明者方建軍, 李媛 申請人:北京聯合大學