专利名称：基于视觉的棋盘识别系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种棋盘识别系统，特别是一种基于视觉的棋盘识别系统，属于视觉识别技术和机电系统领域。
背景技术：
中国向来有许多棋类爱好者，已经研制的可以与人下五子棋、围棋、象棋的机器人，主要由主控机、机器人、机器人控制器、棋盘识别系统组成，其中，棋盘识别系统是能够保证机器人和人之间自动、准确对弈的关键技术。目前，用于与机器人下棋的棋盘系统采用的是在棋盘上安置各类传感器，并需要对棋子进行一定改造。经文献检索发现，中国发明专利申请号00107744.9，专利名称为一种光敏传感围棋盘，该专利技术采用的是在棋盘上点阵式布置光敏电阻来传感棋盘上棋子信息。检索中还发现，中国发明专利申请号96103141.7，名称为电子围棋盘，该专利采用在棋盘上点阵式布置霍尔传感器。虽然该类棋盘系统可以完成棋子的位置颜色识别，但是由于棋盘上要安置大量的传感器，因此棋盘棋子的制造工艺、外围电路变得复杂，增加了成本，系统的可靠性缺大大下降，另外不同类型的棋类要分别设计不同的棋盘棋子，因此该类棋盘系统也不具有通用性，不便于普及推广，更不足以表现下棋机器人的类人性和先进性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于视觉的棋盘识别系统，使其更方便准确地感知棋盘上棋子的位置信息，判断出棋子颜色，保证机器人和人的对弈过程顺利完成，同时克服已有的电子棋盘系统的制作工艺、外围电路复杂，可靠性差，不易推广等缺点。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括棋盘，操作盒，图像卡，PC机，CCD摄像机，支架，光源，棋盘采用市场上通用的普通棋盘，在棋盘上空1米处设支架，支架上通过螺钉固定一个CCD摄像机和光源若干，可根据实际环境安排灯光数目，目的是避免周围光线变化影响CCD摄像机所采集的图像效果。CCD摄像机通过数据电缆与PC机相连，PC机内装有图像卡，和CCD摄像机一起完成棋盘棋子图像的采集。在棋盘右侧有一个小操作盒，上有“完成”按钮，用于棋手落子后动作的确认，也是PC机开始采集图像的开始信号。
当棋手在棋盘上放下一颗棋子，手离开棋盘上方区域，并按下右侧操作盒上的“完成”键，表示棋手下棋动作完成。此“完成”信号传递给PC机，控制棋盘上方的CCD摄像机工作，摄像机记录此时棋盘上棋子状态，经图像卡传输到PC机中，PC机进行图像存储(可以位图形式)，并和所保存的上一个棋盘状态的图像比较，通过灰度值来分辨出棋手所下棋子的位置及颜色信息。PC机根据棋手的行棋，通过计算机下棋软件决策出机器人的行棋策略，驱动机器人完成下棋动作。上述过程循环进行，直至决策出胜负。
在CCD采集数据时，如对弈棋手犯以下规则，则PC机会示警超过规定时间，仍未下棋或下棋后未按规则按下“完成”键，使系统得不到开始处理数据的信号；按过“完成”键后，手臂仍在棋盘上方，会影响棋手安全以及计算机进行棋盘状态识别；棋子位置偏离棋盘格子中心距离过大，也会影响棋盘状态识别的精确性。
本发明具有实质性特点和显著进步，本发明与象棋大师机器人配套，主要可以达到以下效果采用普通棋盘棋子及CCD设备，投入成本大大降低；具有实现原理简单、可靠，抗外界干扰强、灵敏度和稳定性高等优点，能适合象棋、围棋、五子棋等多种棋类；由于应用了CCD摄像机，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。
图1本发明系统结构示意图具体实施方式
如图1所示，本发明包括棋盘1，操作盒2，图像卡3，PC机4，CCD摄像机5，支架6，光源7，在棋盘1上空设有支架6，支架6上通过螺钉固定一个CCD摄像机5和光源7若干，CCD摄像机5通过数据电缆与PC机4相连，PC机4内装有图像卡3，在棋盘1右侧设有操作盒2。
支架6设在棋盘1上空1米处。光源7可根据实际环境安排灯光数目。
权利要求
1.一种基于视觉的棋盘识别系统，包括棋盘(1)，PC机(4)，支架(6)，光源(7)，其特征在于还包括操作盒(2)，图像卡(3)，CCD摄像机(5)，在棋盘(1)上空设有支架(6)，支架(6)上通过螺钉固定一个CCD摄像机(5)和光源(7)若干，CCD摄像机(5)通过数据电缆与PC机(4)相连，PC机(4)内装有图像卡(3)，在棋盘(1)右侧设有操作盒(2)。
2.根据权利要求1所述的基于视觉的棋盘识别系统，其特征是，支架(6)设在棋盘(1)上空1米处。
3.根据权利要求1所述的基于视觉的棋盘识别系统，其特征是，光源(7)根据实际环境安排灯光数目。
全文摘要
一种基于视觉的棋盘识别系统，属于视觉识别技术和机电系统领域。本发明包括棋盘，操作盒，图像卡，PC机，CCD摄像机，支架，光源。在棋盘上空设有支架，支架上通过螺钉固定一个CCD摄像机和光源若干，CCD摄像机通过数据电缆与PC机相连，PC机内装有图像卡，在棋盘右侧设有操作盒。本发明与象棋大师机器人配套，主要可以达到以下效果采用普通棋盘棋子及CCD设备，投入成本大大降低；具有实现原理简单、可靠，抗外界干扰强、灵敏度和稳定性高等优点，能适合象棋、围棋、五子棋等多种棋类；由于应用了CCD摄像机，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。
文档编号G06K9/00GK1448884SQ0311660
公开日2003年10月15日 申请日期2003年4月24日 优先权日2003年4月24日
发明者刘剑敏, 王剑辉, 杨汝清, 王春香 申请人:上海交通大学