專利名稱：基于視覺的棋盤識(shí)別系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種棋盤識(shí)別系統(tǒng)，特別是一種基于視覺的棋盤識(shí)別系統(tǒng)，屬于視覺識(shí)別技術(shù)和機(jī)電系統(tǒng)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
中國(guó)向來有許多棋類愛好者，已經(jīng)研制的可以與人下五子棋、圍棋、象棋的機(jī)器人，主要由主控機(jī)、機(jī)器人、機(jī)器人控制器、棋盤識(shí)別系統(tǒng)組成，其中，棋盤識(shí)別系統(tǒng)是能夠保證機(jī)器人和人之間自動(dòng)、準(zhǔn)確對(duì)弈的關(guān)鍵技術(shù)。目前，用于與機(jī)器人下棋的棋盤系統(tǒng)采用的是在棋盤上安置各類傳感器，并需要對(duì)棋子進(jìn)行一定改造。經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?0107744.9，專利名稱為一種光敏傳感圍棋盤，該專利技術(shù)采用的是在棋盤上點(diǎn)陣式布置光敏電阻來傳感棋盤上棋子信息。檢索中還發(fā)現(xiàn)，中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?6103141.7，名稱為電子圍棋盤，該專利采用在棋盤上點(diǎn)陣式布置霍爾傳感器。雖然該類棋盤系統(tǒng)可以完成棋子的位置顏色識(shí)別，但是由于棋盤上要安置大量的傳感器，因此棋盤棋子的制造工藝、外圍電路變得復(fù)雜，增加了成本，系統(tǒng)的可靠性缺大大下降，另外不同類型的棋類要分別設(shè)計(jì)不同的棋盤棋子，因此該類棋盤系統(tǒng)也不具有通用性，不便于普及推廣，更不足以表現(xiàn)下棋機(jī)器人的類人性和先進(jìn)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于視覺的棋盤識(shí)別系統(tǒng)，使其更方便準(zhǔn)確地感知棋盤上棋子的位置信息，判斷出棋子顏色，保證機(jī)器人和人的對(duì)弈過程順利完成，同時(shí)克服已有的電子棋盤系統(tǒng)的制作工藝、外圍電路復(fù)雜，可靠性差，不易推廣等缺點(diǎn)。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括棋盤，操作盒，圖像卡，PC機(jī)，CCD攝像機(jī)，支架，光源，棋盤采用市場(chǎng)上通用的普通棋盤，在棋盤上空1米處設(shè)支架，支架上通過螺釘固定一個(gè)CCD攝像機(jī)和光源若干，可根據(jù)實(shí)際環(huán)境安排燈光數(shù)目，目的是避免周圍光線變化影響CCD攝像機(jī)所采集的圖像效果。CCD攝像機(jī)通過數(shù)據(jù)電纜與PC機(jī)相連，PC機(jī)內(nèi)裝有圖像卡，和CCD攝像機(jī)一起完成棋盤棋子圖像的采集。在棋盤右側(cè)有一個(gè)小操作盒，上有“完成”按鈕，用于棋手落子后動(dòng)作的確認(rèn)，也是PC機(jī)開始采集圖像的開始信號(hào)。
當(dāng)棋手在棋盤上放下一顆棋子，手離開棋盤上方區(qū)域，并按下右側(cè)操作盒上的“完成”鍵，表示棋手下棋動(dòng)作完成。此“完成”信號(hào)傳遞給PC機(jī)，控制棋盤上方的CCD攝像機(jī)工作，攝像機(jī)記錄此時(shí)棋盤上棋子狀態(tài)，經(jīng)圖像卡傳輸?shù)絇C機(jī)中，PC機(jī)進(jìn)行圖像存儲(chǔ)(可以位圖形式)，并和所保存的上一個(gè)棋盤狀態(tài)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(jī)根據(jù)棋手的行棋，通過計(jì)算機(jī)下棋軟件決策出機(jī)器人的行棋策略，驅(qū)動(dòng)機(jī)器人完成下棋動(dòng)作。上述過程循環(huán)進(jìn)行，直至決策出勝負(fù)。
在CCD采集數(shù)據(jù)時(shí)，如對(duì)弈棋手犯以下規(guī)則，則PC機(jī)會(huì)示警超過規(guī)定時(shí)間，仍未下棋或下棋后未按規(guī)則按下“完成”鍵，使系統(tǒng)得不到開始處理數(shù)據(jù)的信號(hào)；按過“完成”鍵后，手臂仍在棋盤上方，會(huì)影響棋手安全以及計(jì)算機(jī)進(jìn)行棋盤狀態(tài)識(shí)別；棋子位置偏離棋盤格子中心距離過大，也會(huì)影響棋盤狀態(tài)識(shí)別的精確性。
本發(fā)明具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，本發(fā)明與象棋大師機(jī)器人配套，主要可以達(dá)到以下效果采用普通棋盤棋子及CCD設(shè)備，投入成本大大降低；具有實(shí)現(xiàn)原理簡(jiǎn)單、可靠，抗外界干擾強(qiáng)、靈敏度和穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，能適合象棋、圍棋、五子棋等多種棋類；由于應(yīng)用了CCD攝像機(jī)，使人機(jī)下棋過程非常類似于人與人之間的對(duì)弈，更具有人性化和親切感。


圖1本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明包括棋盤1，操作盒2，圖像卡3，PC機(jī)4，CCD攝像機(jī)5，支架6，光源7，在棋盤1上空設(shè)有支架6，支架6上通過螺釘固定一個(gè)CCD攝像機(jī)5和光源7若干，CCD攝像機(jī)5通過數(shù)據(jù)電纜與PC機(jī)4相連，PC機(jī)4內(nèi)裝有圖像卡3，在棋盤1右側(cè)設(shè)有操作盒2。
支架6設(shè)在棋盤1上空1米處。光源7可根據(jù)實(shí)際環(huán)境安排燈光數(shù)目。
權(quán)利要求
1.一種基于視覺的棋盤識(shí)別系統(tǒng)，包括棋盤(1)，PC機(jī)(4)，支架(6)，光源(7)，其特征在于還包括操作盒(2)，圖像卡(3)，CCD攝像機(jī)(5)，在棋盤(1)上空設(shè)有支架(6)，支架(6)上通過螺釘固定一個(gè)CCD攝像機(jī)(5)和光源(7)若干，CCD攝像機(jī)(5)通過數(shù)據(jù)電纜與PC機(jī)(4)相連，PC機(jī)(4)內(nèi)裝有圖像卡(3)，在棋盤(1)右側(cè)設(shè)有操作盒(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視覺的棋盤識(shí)別系統(tǒng)，其特征是，支架(6)設(shè)在棋盤(1)上空1米處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視覺的棋盤識(shí)別系統(tǒng)，其特征是，光源(7)根據(jù)實(shí)際環(huán)境安排燈光數(shù)目。
全文摘要
一種基于視覺的棋盤識(shí)別系統(tǒng)，屬于視覺識(shí)別技術(shù)和機(jī)電系統(tǒng)領(lǐng)域。本發(fā)明包括棋盤，操作盒，圖像卡，PC機(jī)，CCD攝像機(jī)，支架，光源。在棋盤上空設(shè)有支架，支架上通過螺釘固定一個(gè)CCD攝像機(jī)和光源若干，CCD攝像機(jī)通過數(shù)據(jù)電纜與PC機(jī)相連，PC機(jī)內(nèi)裝有圖像卡，在棋盤右側(cè)設(shè)有操作盒。本發(fā)明與象棋大師機(jī)器人配套，主要可以達(dá)到以下效果采用普通棋盤棋子及CCD設(shè)備，投入成本大大降低；具有實(shí)現(xiàn)原理簡(jiǎn)單、可靠，抗外界干擾強(qiáng)、靈敏度和穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，能適合象棋、圍棋、五子棋等多種棋類；由于應(yīng)用了CCD攝像機(jī)，使人機(jī)下棋過程非常類似于人與人之間的對(duì)弈，更具有人性化和親切感。
文檔編號(hào)G06K9/00GK1448884SQ0311660
公開日2003年10月15日 申請(qǐng)日期2003年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月24日
發(fā)明者劉劍敏, 王劍輝, 楊汝清, 王春香 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)