一种魔方机器人颜色识别系统的制作方法

本发明涉及魔方控制技术领域，具体涉及一种魔方机器人颜色识别系统。

背景技术：

魔方是一种变化多端的智力玩具，也称为鲁毕克方块，1974年由匈牙利布达佩斯建筑学院鲁比克教授发明。由于其奥妙无穷，有着大批的爱好者，在学术界对魔方也有着广泛而深入的研究，并且魔方的研究成果也得到了很多应用魔方机器人是以图像分析及计算机视觉为基础对魔方图像进行获取、处理与识别，并对魔方信息进行全面的分析和管理，将任意打乱的魔方自动复原有的还原魔方机器人在识别魔方颜色时对环境要求较高，基本上都需要在特定的光照条件下进行，对环境的适应性不强对颜色进行分类的方式有多种，其中rgb颜色空间是最基本、最常用的颜色空间，

然而，从颜色感知特性来说，rgb颜色空间是非均匀的，各颜色分量之间的相关性较强，因而一般用于把目标分为两类的识别模型中。hsv颜色空间是另一种比较常用的颜色空间，它基于人的心理感知特性而建立，属于极坐标空间结构，其优点是能直观地描述颜色，但是，由于hsv颜色空间内存在奇异点，同时，当光线明暗变化，灯光中的某分量值稍高时，对颜色分类会出现许多错误。因此也不适合用来实现对颜色的分类和量化。根据魔方表面的颜色来进行识别，容易受环境影响，出现误差的可能性较大。

技术实现要素：

为此，本发明提供一种魔方机器人颜色识别系统，以解决现有魔方颜色的识别易受环境因素影响、易出现误差的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明公开了一种魔方机器人颜色识别系统，所述系统包括：磁力传感器和磁钢，所述磁力传感器设置在魔方承载台内，每个魔方块的每个面中设置有不同磁性的磁钢，不同磁性的磁钢在魔方块中代表不同的魔方块颜色，通过磁力传感器检测当前魔方块中磁体的磁性，判断当前魔方块的颜色，利用机械手臂完成魔方拼复。

进一步地，所述魔方块中设置有两个磁钢安装位置axbx，每个面对应具有九个魔方块的面，具体包括：a1b1；a2b2；a3b3；a4b4；a5b5；a6b6；a7b7；a8b8；a9b9。

进一步地，所述魔方块设置为白色时，则在位置ax放置朝向为s极的磁钢，位置bx不安装磁钢。

进一步地，所述魔方块设置为黄色时，则在位置ax放置朝向为n极的磁钢，位置bx不安装磁钢。

进一步地，所述魔方块设置为红色时，则在位置ax不安装磁钢，位置bx放置朝向为s极的磁钢。

进一步地，所述魔方块设置为橙色时，则在位置ax不安装磁钢，位置bx放置朝向为n极的磁钢。

进一步地，所述魔方块设置为绿色时，则在位置ax放置朝向为n极的磁钢，位置bx放置朝向为n极的磁钢。

进一步地，所述魔方块设置为蓝色时，则在位置ax不安装磁钢，位置bx不安装磁钢。

进一步地，所述磁力传感器感应到不同魔方块的面具有的磁性后，判断所有魔方块对应的颜色，通过中央处理器对各个面的魔方块颜色进行记录。

进一步地，所述中央处理器根据识别结果运算处理后，控制机器人机械手臂按照设定程序进行魔方的复原。

本发明具有如下优点：

本发明公开了一种魔方机器人颜色识别系统，通过在每个魔方块的不同面中放置不同磁性的磁钢，不同位置、不同磁性的磁钢代表不同的颜色，通过磁力传感器判断当前魔方块的磁极即可对应匹配出颜色信息，不会受到环境和光线的干扰，较小误差，大大提升了颜色识别的准确率。有助于魔方机器人更加快速准确的复原魔方。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的一种魔方机器人颜色识别系统的魔方表面磁钢设置示意图；

图2为本发明实施例提供的一种魔方机器人颜色识别系统机器人工作示意图；

图中：1-磁钢、2-磁力传感器。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

本实施例公开了一种魔方机器人颜色识别系统，所述系统包括：磁力传感器2和磁钢1，所述磁力传感器2设置在魔方承载台内，每个魔方块的每个面中设置有不同磁性的磁钢1，不同磁性的磁钢1在魔方块中代表不同的魔方块颜色，通过磁力传感器2检测当前魔方块中磁体的磁性，判断当前魔方块的颜色，利用机械手臂完成魔方拼复。

魔方块中设置有两个磁钢1安装位置axbx，每个面对应具有九个魔方块的面，具体包括：a1b1；a2b2；a3b3；a4b4；a5b5；a6b6；a7b7；a8b8；a9b9。

魔方块设置为白色时，则在位置ax放置朝向为s极的磁钢1，位置bx不安装磁钢1；魔方块设置为黄色时，则在位置ax放置朝向为n极的磁钢1，位置bx不安装磁钢1；魔方块设置为红色时，则在位置ax不安装磁钢1，位置bx放置朝向为s极的磁钢1；魔方块设置为橙色时，则在位置ax不安装磁钢1，位置bx放置朝向为n极的磁钢1；魔方块设置为绿色时，则在位置ax放置朝向为n极的磁钢1，位置bx放置朝向为n极的磁钢1；魔方块设置为蓝色时，则在位置ax不安装磁钢1，位置bx不安装磁钢1。

磁力传感器2感应到不同魔方块的面具有的磁性后，判断所有魔方块对应的颜色，通过中央处理器对各个面的魔方块颜色进行记录。本实施例中，举例说明，位置a1为磁极n，位置b1为磁极n，则该面为绿色；

位置a2为磁极n，位置b2无磁场，则该面为黄色；

位置a3为磁极s，位置b3无磁场，则该面为白色；

位置a4无磁场，位置b4为磁极s，则该面为红色；

位置a5无磁场，位置b5磁极为n，则该面为橙色；

位置a6无磁场，位置b6无磁场，则该面为蓝色；

位置a7为磁极n，位置b7无磁场，则该面为黄色；

位置a8为磁极n，位置b8为磁极n，则该面为绿色；

位置a9无磁场，位置b9为磁极n，则该面为橙色。

将魔方放置在承载台上后，机器人的机械手臂翻动魔方，使六个面分别与承载台内的磁力传感器2相接触，感应分辨出六个面中，每个面的魔方块颜色。经过中央处理器根据每个面魔方块的颜色，给出复原魔方的程序方案，发送至机器人控制系统，控制机械手臂拧动魔方进行复原。不会受到环境和光线的干扰，较小误差，大大提升了颜色识别的准确率。有助于魔方机器人更加快速准确的复原魔方。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。