专利名称：一种棋盘和棋子自动定位识别棋的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种棋，特别涉及一种棋盘和棋子自动定位识别棋。
背景技术：
棋类游戏是大家非常喜爱的智力活动，由于其对于开发智力、陶冶人的性情都十分有益，因而受到很多人的喜爱。中国象棋变化多端，趣味无穷，是流传了一千多年的优秀游戏，是中华文化的精粹之一。国际象棋也越来越成为时尚的娱乐和竞技项目，国际象棋比赛也倍受关注。随着机器人技术的发展，机器人的功能越来越丰富，娱乐机器人的研究已经成为一个重要的方向。象棋机器人是娱乐机器人的一种，它主要是通过象棋棋盘和棋子识别方法，通常是在摄像机的监视下，使人机下棋过程非常类似于人与人之间的对弈，更具有人性化和亲切感。随着网络的不断发展，人们经常通过网络观看象棋比赛或对弈直播，只有快速定位识别棋盘和棋子，才能第一时间了解棋局变化。CN2527324Y号中国专利公布文本公开了一种通过机器识别棋局与操作棋子的棋类用具。它具有普通或特制的棋子与棋盘，嵌入特制软件的单片机系统或嵌入式计算机系统，棋局识别装置和机械移动装置。计算机系统控制有多种实现办法的棋局识别装置，对当前的棋局进行准确地识别，然后控制机械手或类似机械装置移动棋子。其中一种方法是利用摄像头和图像识别技术实现棋局的识别，包括特征提取、信号处理、信息数字化并传输等。该方法需要对捕捉的棋盘图像进行二值化、棋子检测和棋子文字识别，需要考虑光源变化和不良环境的影响，将图像做全局单阈值，二值化无法有效的将棋盘背景和网络线及棋子分开；棋子检测是相对耗时的工作，而且对行棋操作的有效判断也比较复杂。棋子定位的准确性将直接影响后续识别的正确性；棋子文字识别的主要问题是文字方向的任意性。考虑到下棋软件搜索和推理比较费时，尤其是在较高级别时，为使系统具有较短的响应时间，该视觉部分应尽可能快，故很多计算量大的处理方法在此不太适用。
发明内容
为解决上述问题，本发明创造性地采用RF技术实现棋盘和棋子的自动定位和识另O，避免了繁琐的信息特征提取、计算、再成像过程，不受光源变化和不良环境影响，无须进行文字方向处理。能够快速准确地获取棋局变化，以供进行后续下棋步骤的计算和判断。本发明方案采用RF技术实现棋盘和棋子的自动定位和识别，所述的棋盘和棋子具有检测定位功能，所述的每个棋子内嵌有一个非接触RF芯片和天线，用来对棋子进行定位和传送信息。优选的是，所述的每个RF芯片内写入唯一 ID号，以此区分不同的棋子。在上述任一方案中优选的是，所述棋盘上的每个落点处即棋盘的每个交叉点处下棋的位置，内部安装一个RF读卡器，并进行统一编码，便于棋盘定位。在上述任一方案中优选的是，所述的RF读卡器与所述每个棋子嵌入的RF芯片是同频段的，每个棋子内部嵌入对应棋盘落子点的RF读卡器同频段的RF芯片、天线，可通过这些RF读卡器识别棋子的落点。在上述任一方案中优选的是，所述的RF读卡器对应唯一的编码，以实现棋盘落点定位。 在上述任一方案中优选的是，所述的棋盘落子点的RF读卡器场强和Q值可预先与棋子中内嵌的RF芯片及天线进行参数适配调整。在上述任一方案中优选的是，所述的RF读卡距离和范围调整为只能读取落点的棋子。在上述任一方案中优选的是，所述的RF读卡器可读取出落点RF芯片中唯一的ID号，并且了解棋子名称、棋子在棋盘中的位置等信息，以达到棋子落点和具体棋子的自动识别。在上述任一方案中优选的是，所述的落点的RF读卡器通过各自通信接口集中连接到棋盘和棋子自动定位识别系统，该系统可通过获取RF读卡器的统一编码来确定读卡器位置，进而判断棋盘的落点位置，形成棋盘定位；
在上述任一方案中优选的是，所述的棋盘和棋子的自动定位识别系统实时监测棋盘的各落子点的RF读卡器，判断其落子点是否存在棋子。在上述任一方案中优选的是，所述的棋盘各落子点的RF读卡器在每次轮询棋子过程中，为避免误判断，对于无棋子情况即是否检测到RF芯片以及读取到ID号的判断采用连续3次读取并比对ID号方式进行，只有3次读取的ID号一致才认为是下了有效的棋子。在上述任一方案中优选的是，所述的棋盘和棋子自动定位识别系统模块是带有CPU的微处理器模块，棋盘内嵌的各落子点对应RF读卡器通过总线通信与自动定位识别系统模块连接。棋盘和棋子自动定位识别系统实时监测棋盘各落子点的RF读卡器，判断其落子点是否存在棋子。在上述任一方案中优选的是，所述的落点的RF读卡器通过总线通信方式与棋盘和棋子自动定位识别系统实现通信交互。通过各RF读卡器读取到的落点棋子中的RF芯片ID号可自动识别是哪个棋子。在上述任一方案中优选的是，所述的棋盘和棋子自动定位识别系统通过某种无线通信方式将棋盘和棋子的定位识别信息传送给机器人或计算机。
为了使本发明便于理解，现在结合附图描述本发明的具体实施例。图1示出了按照本发明的棋盘和棋子自动定位识别棋的一优选实施例的系统逻辑框图。图2示出了按照本发明的棋盘和棋子自动定位识别棋的一优选实施例的棋盘棋子自动识别定位流程图。具体名称如下:
I:自动定位识别系统模块2:RF读卡器3:RF芯片4:天线
具体实施例方式下面结合附图和优选的实施方式对本发明作进一步详细描述。权利要求书中构成要件和实施例中具体实例之间的对应关系可以如下例证。这里的描述意图在于确认在实施例中描述了用来支持在权利要求中陈述的主题的具体实例，由于在实施例中描述了实例，不意味着该具体实例不表示构成要件。相反地，即使在此包含了具体实例作为对应一个构成要件的要素特征，也不意味着该具体实例不表示任何其他构成要件。此外，这里的描述不意味着对应于实施例中陈述的具体实例的所有主题都在权利要求中引用了。换句话说，这里的描述不否认这种实体，即对应实施例包含的具体实例，但不包含在其任何一项权利要求中，即能够在以后的修正被分案并申请、或增加的可能发明的实体。本发明技术方案运用于棋盘与棋子中，棋盘上安装自动定位识别系统模块，棋盘上的每个棋子落点处嵌入RF读卡器2，棋子内嵌RF芯片3、天线4。所述的棋子模块是内嵌有RF芯片3和天线4的棋子。不同棋子内的芯片3对应存储不同的ID编号，因此可以根据RF读卡器2读入的ID编号内容确定是何棋子。棋盘内嵌RF读卡器2模块在棋盘的每个交叉点处，即下棋的位置，内嵌入RF读卡器2，当棋子落子时，RF读卡器2就能读出棋子的编码，并通过总线通信接口传输给自动定位识别系统模块。棋盘内的每个位置对应的RF读卡器2也对应唯一的读卡器编码，自动定位识别系统通过获取的读卡器编码即可确定棋盘的位置。棋盘落子点的RF读卡器2场强和Q值可预先与棋子中内嵌的RF芯片3及天线4进行参数适配调整，读卡距离和范围调整为只能读取落点处的棋子。棋盘和棋子自动定位识别系统模块I是带有CPU的微处理器模块，棋盘内嵌的各落子点对应RF读卡器2通过总线通信与自动定位识别系统模块连接。棋盘内有无棋子，棋子的名称、棋子在棋盘中的位置等信息都会通过总线通信接口汇聚到棋盘和棋子自动定位识别系统模块1，并通过无线方式与机器人或其他设备进行信息交互，显示棋局的变化。( I)棋盘上电，棋盘内嵌的棋盘和棋子自动定位识别系统模块I初始化，并对棋盘内的各RF读卡器2初始化，包括RF读卡器读卡速率设置、总线通信的方式等；
(2)棋盘和棋子自动定位识别系统智能处理模块I初始化无线通信模式及内部对应棋盘各个落子点的存储单元，内部单元分别存放各个RF读卡器2信息，单元的初始状态为零；
(3)棋盘和棋子自动定位识别系统I通过总线通信获取每个RF读卡器2的编码即棋盘的定位信息；棋盘内有无棋子，棋子的名称、棋子在棋盘中的位置等信息都会通过总线通信接口汇聚到棋盘和棋子自动定位识别系统模块1，并通过无线方式与机器人或其他设备进行信息交互，显示棋局的变化
(4)RF读卡器2没有检测到棋盘上有落子时，处于睡眠状态；
(5)棋盘上落子处的RF读卡器2检测到棋子的RF芯片3时，读取RF芯片的ID编号即棋子的信息即可分辨出所落的是哪颗棋子，并开启总线通信模式，向棋盘和棋子自动定位识别系统I申请需要与之通信，棋盘和棋子自动定位识别系统I通过总线通信方式获取读卡器编码和棋子ID编号；
(6)棋盘和棋子自动定位识别系统I将接收的信息存储在内部存储单元，并将变化后的棋盘和棋子信息转换为无线通信模式并发送给机器人或其他智能设备；
(7)当棋子从一处移至另一处时，移走处棋盘上的读卡器2检测不到RF芯片3信息，此时读卡器2信息变为零，并触发总线通信，将读卡器2编码和无子信息传输给棋盘和棋子自动定位识别系统1，并通过棋盘和棋子自动定位识别系统I无线传输给机器人或其他智能设备；
(8)棋子移到处的处理方法如(5)(6)所示；棋盘落子处的RF读卡器2检测到棋子的RF芯片3时，读取RF芯片3的ID编码即棋子的信息即可分辨出所落的是哪颗棋子，并开启总线通信模式，向棋盘和棋子自动定位识别系统I申请需要与之通信，棋盘和棋子自动定位识别系统I通过总线通信方式获取读卡器2编码和棋子ID编号；棋盘和棋子自动定位识别系统I将接收的信息存储在内部存储单元，并将变化后的棋盘和棋子信息转换为无线通信模式并发送给机器人或其他智能设备；
(9)吃子处理时，先将准备吃的子拿掉，拿掉后棋盘处理方法与(7)步中的移走棋子相同；再将待走棋子放到拿掉棋子处，处理方法如(5) (6)所示。拿掉棋子后的棋盘落点的RF读卡器2检测不到RF芯片3信息，此时读卡器2信息变为零，并触发总线通信，将读卡器2编码和无子信息传输给棋盘和棋子自动定位识别系统1，并通过棋盘和棋子自动定位识别系统I无线传输给机器人或其他智能设备；再将待走棋子放到拿掉棋子处，棋盘落子处的RF读卡器2检测到棋子的RF芯片3时，读取RF芯片3的ID编码即棋子的信息即可分辨出所落的是哪颗棋子，并开启总线通信模式，向棋盘和棋子自动定位识别系统I申请需要与之通信，棋盘和棋子自动定位识别系统I通过总线通信方式获取读卡器2编码和棋子ID编号；棋盘和棋子自动定位识别系统I将接收的信息存储在内部存储单元，并将变化后的棋盘和棋子信息转换为无线通信模式并发送给机器人或其他智能设备；
需要说明的是，本发明的具体实现实例描述采用13.56MRF技术，但也可以采用超高频RF技术如900M，甚至是2.4G技术，但这些不同频段的核心仍是使用RF技术，无论采用何种频段RF技术，都在本发明的保护范围内。本发明中提及的RF读卡器与棋盘和棋子自动定位识别系统之间的通信实例采用总线通信方式，也可以采用232、422通信接口直接与棋盘和棋子自动定位识别系统通信，通信方式不影响本发明的核心思路，都在本发明的保护范围内。尽管具体地参考其优选实施例来示出并描述了本发明，但本领域的技术人员可以理解，可以做出形式和细节上的各种改变而不脱离所附权利要求书中所述的本发明的范围。以上结合本发明的具体实施例做了详细描述，但并非是对本发明的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，均仍属于本发明技术方案的范围。
权利要求
1.一种棋盘和棋子自动定位识别棋，所述的棋盘和棋子具有检测定位功能，其特征在于:每个棋子内嵌有一个非接触RF芯片(3)和天线(4)，棋盘和棋子采用RF技术实现自动定位和识别。
2.如权利要求1所述的棋盘和棋子自动定位识别棋，其特征在于:所述的每个RF芯片(3)内写入唯一 ID号。
3.如权利要求1所述的棋盘和棋子自动定位识别棋，其特征在于:所述棋盘上的每个落点处即下棋的位置内部安装一个RF读卡器(2)。
4.如权利要求3所述的棋盘和棋子自动定位识别棋，其特征在于:所述的RF读卡器(2)与所述每个棋子嵌入的RF芯片(3)是同频段的。
5.如权利要求3或4所述的棋盘和棋子自动定位识别棋，其特征在于:所述的RF读卡器(2)对应唯一的编码。
6.如权利要求1-5所述的棋盘和棋子自动定位识别棋，其特征在于:所述的棋盘落子点的RF读卡器(2)场强和Q值可预先与棋子中内嵌的RF芯片(3)及天线(4)进行参数适配调整。
7.如权利要求1-6所述的棋盘和棋子自动定位识别棋，其特征在于:所述的RF读卡距离和范围调整为只能读取落点的棋子。
8.如权利要求7所述的棋盘和棋子自动定位识别棋，其特征在于:所述的RF读卡器(2)可以读取到落点棋子中的RF芯片(3) ID号，获取棋子数据自动识别是哪个棋子。
9.如权利要求1-8所述的棋盘和棋子自动定位识别棋，其特征在于:所述的落点的RF读卡器(2)通过各自通信接口集中连接到棋盘和棋子自动定位识别系统，该系统可通过获取RF读卡器(2)的统一编码来确定读卡器位置，进而判断棋盘的落点位置，形成棋盘定位。
10.如权利要求1-9所述的棋盘和棋子自动定位识别棋，其特征在于:所述的棋盘和棋子自动定位识别系统(I)实时监测棋盘各落子点的RF读卡器(2)，判断其落子点是否存在棋子。
全文摘要
本发明涉及一种棋，特别涉及一种棋盘和棋子自动定位识别棋，所述的棋盘和棋子自动定位识别系统模块(1)带有CPU的微处理器模块，棋盘内嵌的各落子点对应的RF读卡器(2)通过总线通信与自动定位识别系统模块(1)连接。棋盘内有无棋子，棋子的名称、棋子在棋盘中的位置等信息都会通过总线通信接口汇聚到棋盘和棋子自动定位识别系统模块(1)，并与机器人或其他设备进行信息交互，显示棋局的变化。本发明完全摒弃了先前的棋子检测技术，避免了繁琐的信息特征提取、计算、再成像过程，不受光源变化和不良环境影响，无须进行文字方向处理，能够快速准确地获取棋局变化，以供进行后续下棋步骤的计算和判断。
文档编号A63F3/02GK103143163SQ20131009407
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月22日 优先权日2013年3月22日
发明者方建军, 李媛 申请人:北京联合大学