基於視覺的棋盤識別系統的製作方法

2023-06-05 12:05:06 1

專利名稱：基於視覺的棋盤識別系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種棋盤識別系統，特別是一種基於視覺的棋盤識別系統，屬於視覺識別技術和機電系統領域。
背景技術：
中國向來有許多棋類愛好者，已經研製的可以與人下五子棋、圍棋、象棋的機器人，主要由主控機、機器人、機器人控制器、棋盤識別系統組成，其中，棋盤識別系統是能夠保證機器人和人之間自動、準確對弈的關鍵技術。目前，用於與機器人下棋的棋盤系統採用的是在棋盤上安置各類傳感器，並需要對棋子進行一定改造。經文獻檢索發現，中國發明專利申請號00107744.9，專利名稱為一種光敏傳感圍棋盤，該專利技術採用的是在棋盤上點陣式布置光敏電阻來傳感棋盤上棋子信息。檢索中還發現，中國發明專利申請號96103141.7，名稱為電子圍棋盤，該專利採用在棋盤上點陣式布置霍爾傳感器。雖然該類棋盤系統可以完成棋子的位置顏色識別，但是由於棋盤上要安置大量的傳感器，因此棋盤棋子的製造工藝、外圍電路變得複雜，增加了成本，系統的可靠性缺大大下降，另外不同類型的棋類要分別設計不同的棋盤棋子，因此該類棋盤系統也不具有通用性，不便於普及推廣，更不足以表現下棋機器人的類人性和先進性。

發明內容
本發明的目的在於克服現有技術中的不足，提供一種基於視覺的棋盤識別系統，使其更方便準確地感知棋盤上棋子的位置信息，判斷出棋子顏色，保證機器人和人的對弈過程順利完成，同時克服已有的電子棋盤系統的製作工藝、外圍電路複雜，可靠性差，不易推廣等缺點。
本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括棋盤，操作盒，圖像卡，PC機，CCD攝像機，支架，光源，棋盤採用市場上通用的普通棋盤，在棋盤上空1米處設支架，支架上通過螺釘固定一個CCD攝像機和光源若干，可根據實際環境安排燈光數目，目的是避免周圍光線變化影響CCD攝像機所採集的圖像效果。CCD攝像機通過數據電纜與PC機相連，PC機內裝有圖像卡，和CCD攝像機一起完成棋盤棋子圖像的採集。在棋盤右側有一個小操作盒，上有「完成」按鈕，用於棋手落子後動作的確認，也是PC機開始採集圖像的開始信號。
當棋手在棋盤上放下一顆棋子，手離開棋盤上方區域，並按下右側操作盒上的「完成」鍵，表示棋手下棋動作完成。此「完成」信號傳遞給PC機，控制棋盤上方的CCD攝像機工作，攝像機記錄此時棋盤上棋子狀態，經圖像卡傳輸到PC機中，PC機進行圖像存儲(可以位圖形式)，並和所保存的上一個棋盤狀態的圖像比較，通過灰度值來分辨出棋手所下棋子的位置及顏色信息。PC機根據棋手的行棋，通過計算機下棋軟體決策出機器人的行棋策略，驅動機器人完成下棋動作。上述過程循環進行，直至決策出勝負。
在CCD採集數據時，如對弈棋手犯以下規則，則PC機會示警超過規定時間，仍未下棋或下棋後未按規則按下「完成」鍵，使系統得不到開始處理數據的信號；按過「完成」鍵後，手臂仍在棋盤上方，會影響棋手安全以及計算機進行棋盤狀態識別；棋子位置偏離棋盤格子中心距離過大，也會影響棋盤狀態識別的精確性。
本發明具有實質性特點和顯著進步，本發明與象棋大師機器人配套，主要可以達到以下效果採用普通棋盤棋子及CCD設備，投入成本大大降低；具有實現原理簡單、可靠，抗外界幹擾強、靈敏度和穩定性高等優點，能適合象棋、圍棋、五子棋等多種棋類；由於應用了CCD攝像機，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。


圖1本發明系統結構示意圖具體實施方式
如圖1所示，本發明包括棋盤1，操作盒2，圖像卡3，PC機4，CCD攝像機5，支架6，光源7，在棋盤1上空設有支架6，支架6上通過螺釘固定一個CCD攝像機5和光源7若干，CCD攝像機5通過數據電纜與PC機4相連，PC機4內裝有圖像卡3，在棋盤1右側設有操作盒2。
支架6設在棋盤1上空1米處。光源7可根據實際環境安排燈光數目。
權利要求
1.一種基於視覺的棋盤識別系統，包括棋盤(1)，PC機(4)，支架(6)，光源(7)，其特徵在於還包括操作盒(2)，圖像卡(3)，CCD攝像機(5)，在棋盤(1)上空設有支架(6)，支架(6)上通過螺釘固定一個CCD攝像機(5)和光源(7)若干，CCD攝像機(5)通過數據電纜與PC機(4)相連，PC機(4)內裝有圖像卡(3)，在棋盤(1)右側設有操作盒(2)。
2.根據權利要求1所述的基於視覺的棋盤識別系統，其特徵是，支架(6)設在棋盤(1)上空1米處。
3.根據權利要求1所述的基於視覺的棋盤識別系統，其特徵是，光源(7)根據實際環境安排燈光數目。
全文摘要
一種基於視覺的棋盤識別系統，屬於視覺識別技術和機電系統領域。本發明包括棋盤，操作盒，圖像卡，PC機，CCD攝像機，支架，光源。在棋盤上空設有支架，支架上通過螺釘固定一個CCD攝像機和光源若干，CCD攝像機通過數據電纜與PC機相連，PC機內裝有圖像卡，在棋盤右側設有操作盒。本發明與象棋大師機器人配套，主要可以達到以下效果採用普通棋盤棋子及CCD設備，投入成本大大降低；具有實現原理簡單、可靠，抗外界幹擾強、靈敏度和穩定性高等優點，能適合象棋、圍棋、五子棋等多種棋類；由於應用了CCD攝像機，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。
文檔編號G06K9/00GK1448884SQ0311660
公開日2003年10月15日 申請日期2003年4月24日 優先權日2003年4月24日
發明者劉劍敏, 王劍輝, 楊汝清, 王春香 申請人:上海交通大學