專利名稱：基于視覺的棋盤識別系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及的是一種棋盤識別系統(tǒng)，特別是一種基于視覺的棋盤識別系統(tǒng)，屬于視覺識別技術(shù)和機電系統(tǒng)領域。
背景技術(shù)：
中國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、象棋的機器人，主要由主控機、機器人、機器人控制器、棋盤識別系統(tǒng)組成，其中，棋盤識別系統(tǒng)是能夠保證機器人和人之間自動、準確對弈的關(guān)鍵技術(shù)。目前，用于與機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，并需要對棋子進行一定改造。經(jīng)文獻檢索發(fā)現(xiàn)，中國發(fā)明專利申請?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)，中國發(fā)明專利申請?zhí)?6103141.7，名稱為電子圍棋盤，該專利采用在棋盤上點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計不同的棋盤棋子，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)下棋機器人的類人性和先進性。

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別系統(tǒng)，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(tǒng)的制作工藝、外圍電路復雜，可靠性差，不易推廣等缺點。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括棋盤，操作盒，圖像卡，PC機，CCD攝像機，支架，光源，棋盤采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(jù)實際環(huán)境安排燈光數(shù)目，目的是避免周圍光線變化影響CCD攝像機所采集的圖像效果。CCD攝像機通過數(shù)據(jù)電纜與PC機相連，PC機內(nèi)裝有圖像卡，和CCD攝像機一起完成棋盤棋子圖像的采集。在棋盤右側(cè)有一個小操作盒，上有“完成”按鈕，用于棋手落子后動作的確認，也是PC機開始采集圖像的開始信號。
當棋手在棋盤上放下一顆棋子，手離開棋盤上方區(qū)域，并按下右側(cè)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(tài)，經(jīng)圖像卡傳輸?shù)絇C機中，PC機進行圖像存儲(可以位圖形式)，并和所保存的上一個棋盤狀態(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機根據(jù)棋手的行棋，通過計算機下棋軟件決策出機器人的行棋策略，驅(qū)動機器人完成下棋動作。上述過程循環(huán)進行，直至決策出勝負。
在CCD采集數(shù)據(jù)時，如對弈棋手犯以下規(guī)則，則PC機會示警超過規(guī)定時間，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；按過“完成”鍵后，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(tài)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(tài)識別的精確性。
本發(fā)明具有實質(zhì)性特點和顯著進步，本發(fā)明與象棋大師機器人配套，主要可以達到以下效果采用普通棋盤棋子及CCD設備，投入成本大大降低；具有實現(xiàn)原理簡單、可靠，抗外界干擾強、靈敏度和穩(wěn)定性高等優(yōu)點，能適合象棋、圍棋、五子棋等多種棋類；由于應用了CCD攝像機，使人機下棋過程非常類似于人與人之間的對弈，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(shù)據(jù)電纜與PC機4相連，PC機4內(nèi)裝有圖像卡3，在棋盤1右側(cè)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(jù)實際環(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別系統(tǒng)，包括棋盤(1)，PC機(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(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(shù)據(jù)電纜與PC機(4)相連，PC機(4)內(nèi)裝有圖像卡(3)，在棋盤(1)右側(cè)設有操作盒(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視覺的棋盤識別系統(tǒng)，其特征是，支架(6)設在棋盤(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別系統(tǒng)，其特征是，光源(7)根據(jù)實際環(huán)境安排燈光數(shù)目。
全文摘要
一種基于視覺的棋盤識別系統(tǒng)，屬于視覺識別技術(shù)和機電系統(tǒng)領域。本發(fā)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(shù)據(jù)電纜與PC機相連，PC機內(nèi)裝有圖像卡，在棋盤右側(cè)設有操作盒。本發(fā)明與象棋大師機器人配套，主要可以達到以下效果采用普通棋盤棋子及CCD設備，投入成本大大降低；具有實現(xiàn)原理簡單、可靠，抗外界干擾強、靈敏度和穩(wěn)定性高等優(yōu)點，能適合象棋、圍棋、五子棋等多種棋類；由于應用了CCD攝像機，使人機下棋過程非常類似于人與人之間的對弈，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(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 申請人:上海交通大學