一种智能摇奖机器人及控制方法、骰子点数自动识别方法与流程

本发明属于彩票发行管理领域，具体是一种智能摇奖机器人及控制方法、骰子点数自动识别方法。

背景技术：

在骰蛊类游戏领域目前主要采用机械式和电子式两大类。电子式使用计算机来模拟骰子的晃动过程并虚拟出最终结果，不易于取信顾客，由于结果由计算机生成，存在人为指定结果的隐患；机械式的骰蛊类游戏往往采用专用的机械结构，使用齿轮等机械构件摩擦撞击骰子做随机运动产生结果，机械结构复杂，容易产生故障。

传统的使用骰蛊晃动骰子产生结果的游戏，存在着骰蛊内过程不可见，可信度较低的问题。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种智能摇奖机器人及控制方法、骰子点数自动识别方法，通过智能摇奖机器人带动相连的骰盅进行晃动，使得内部的骰子随机转动碰撞，最终产生随机结果，整个过程透明可见、步骤明确简单、公信力高，同时通过自动识别骰子点数，提高了开奖的效率，同时也降低了人为读骰子点数导致的错误率。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案实现：

一种智能摇奖机器人，包括机械臂、夹持结构以及骰盅，所述夹持结构包括卡爪和电机，卡爪的一端固定于电机的输出轴上，另一端与骰盅固定连接，所述电机固定于机械臂的自由端，所述骰盅的下端设有可拆装的底座。

进一步地，作为优选技术方案，还包括摄像头，所述摄像头设置于骰盅的内部顶端。

进一步地，作为优选技术方案，还包括照明设备，所述照明设备设置于骰盅的内部。

进一步地，作为优选技术方案，所述骰盅的下端外部设有螺旋状的沟槽，底座上设有多个勾爪，勾爪的下端与底座之间设有呈压缩状态的弹簧。

进一步地，作为优选技术方案，所述底座上设有四个勾爪，四个勾爪呈十字分布在底座上。

进一步地，作为优选技术方案，所述骰盅采用透明材料制成，骰盅呈两头大、中间小。

进一步地，作为优选技术方案，所述机械臂为六自由度机械臂。

一种智能摇奖机器人的控制方法，包括以下步骤：

步骤s1：将骰子装入骰盅中，并将底座与骰盅固定，通过机械臂提起骰盅；

步骤s2：通过机械臂带动骰盅对骰子进行左右、前后晃动，得到骰子的初摇结果；

步骤s3：继续通过机械臂带动骰盅对骰子进行左右、前后、一次斜向晃动、二次斜向晃动，得到骰子的主摇结果；

步骤s4：通过摄像头将骰子的晃动过程以及摇奖结果进行实时直播。

进一步地，作为优选技术方案，所述步骤s2中骰盅的晃动时长为30秒，且左右晃动、前后晃动的时长均大于等于10秒；所述步骤s3中骰盅的晃动时长为60秒，且左右晃动、前后晃动、一次斜向晃动、二次斜向晃动的时长均大于等于10秒。

进一步地，作为优选技术方案，进行所述步骤s2时，产生一个0～10的随机数m，步骤s2中左右晃动的时长为10+m秒，前后晃动的时长20-m秒；

进行所述步骤s3时，产生一个0～20的随机数n、一个0～n的随机数p以及一个0～20-n的随机数q，步骤s3中左右晃动的时长为10+p秒，前后晃动的时长10+n-p秒，一次斜向晃动的时长为10+q，二次斜向晃动的时长30-n-q。

一种骰子点数自动识别方法，包括以下步骤：

步骤t1：通过摄像头采集摇奖结果图片，该图片中包括骰子与骰盅底部；

步骤t2：对结果图片进行预处理；

步骤t3：对预处理后的图像进行二值化处理；

步骤t4：对二值化后的图像进行区域分离；

步骤t5：对区域分离后的图像进行骰子点提取；

步骤t6：进行骰子数统计，得到最终的骰子点数。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明通过智能摇奖机器人带动相连的骰盅进行晃动，使得内部的骰子随机转动碰撞，最终产生随机结果，整个过程透明可见、步骤明确简单、公信力高。

(2)本发明在获得主摇结果之前，先对骰子进行初摇，保证了骰子的初始状态的随机性，避免连续开奖时上次的开奖结果作为初始状态而可能影响下次开奖的情况发生，确保了开奖结果的随机性。

(3)本发明通过对骰盅的晃动方向、晃动时长的控制，确保骰子获得了充分、剧烈的晃动，进而确保骰子在骰盅内的撞击足够剧烈、充分，从而保证了摇奖结果的随机性。

(4)本发明通过采用自动识别骰子点数的方法，提高了开奖的效率，同时也降低了人为读骰子点数导致的错误率。

附图说明

图1为本发明的智能摇奖机器人的整体结构示意图；

图2为本发明的骰盅的结构示意图；

图3为本发明的底座的结构示意图；

图4为本发明的骰盅与底座配合时的结构示意图；

图5为本发明的勾爪与底座的位置结构示意图。

附图中标记对应的名称为：1、机械臂，2、骰盅，3、卡爪，4、底座，5、电机，6、摄像头数据线，7、沟槽，8、勾爪，9、弹簧。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1所示，本实施例所述的一种智能摇奖机器人，包括机械臂1、夹持结构以及骰盅2，夹持结构包括卡爪3和电机5，卡爪3的一端固定于电机5的输出轴上，另一端与骰盅2固定连接，电机5固定于机械臂1的自由端，电机5可带动卡爪3转动，进而带动骰盅2转动，骰盅2的下端设有可拆装的底座4，骰子放在底座4上，然后将底座4装在骰盅2的下端，底座4余骰盅2形成密闭空间。

可以理解的是，上述机械臂1可以实现多自由度旋转，进而实现固定于机械臂1的自由端的电机5的多方位晃动，可实现骰盅2的左右晃动、前后晃动、斜向晃动。优选的，本实施例的机械臂1为六自由度机械臂。六自由度机械臂为现有工业生产中的常见结构，比如一些生产车间的机械操作手，六自由度机械臂是由数个运动副组成开环运动链的空间机构，在三维坐标中，具有6个自由度，它们分别是对三个坐标轴旋转的自由度以及对三个坐标轴移动的自由度，六自由度机械臂的自由端可到达一定范围空间内的任意一点进行任意方式的操作，也就是说，六自由度机械臂能完成三维空间中的任何动作，从而确保骰盅晃动充分、剧烈。

为了方便记录并实时观察骰盅内骰子的晃动情况，本实施例可在骰盅内安装摄像头(图1中未画出)，摄像头朝向蛊底方向，电源线和摄像头数据线6通过骰盅顶部开口抛出，对外提供摄像和拍照功能，为直播提供方便。

为了更清楚明了地观察骰盅内骰子的晃动情况，本实施例还可在骰盅内安装照明设备(图1中未画出)，具体的照明设备可以是led灯，led灯的数量可根据需要而定，优选为八枚微型led灯，该八枚微型led灯均匀分布在骰盅内部中央，灯方向斜向蛊底，发出柔和的白光，灯电源线通过蛊身开口抛出。

可以理解的是，为了便于直接从外面对骰盅内骰子的晃动情况以及晃动结果进行观察，本实施例的骰盅2采用透明材料制成，更为了方便骰盅的固定和晃动，本实施例可将骰盅设计为呈两头大、中间小。

如图2、图3、图4、图5所示，为了方便底座的安装与拆卸，本实施例可对骰盅和底座的结构进行如下设计：骰盅2的下端外部设有螺旋状的沟槽7，底座4上设有多个勾爪8，优选的，本实施例在底座4上设置四个勾爪8，四个勾爪8呈十字分布在底座4上，勾爪8的下端与底座4之间设有呈压缩状态的弹簧9，在弹簧9的左右下，勾爪8上端的弯勾呈内勾状态，当蛊身正对底座4放下时，勾爪8被骰盅蛊身底部撑开，下落骰盅，骰盅蛊身和底座4上的勾爪8逐渐接触并向外撑大勾爪8，随着骰盅蛊身继续下落；勾爪8卡入到骰盅蛊身下端的沟槽7内，转动骰盅蛊身或者底座4，正好可以使得勾爪8勾入到蛊身螺旋沟槽内并沿着沟槽运动，最终使蛊身和底座闭合，此时机械臂1提起骰盅2，底座4会被带起。想要取下底座4时，只需反转底座4或者骰盅2即可使骰盅2与底座4分离。

本实施例中，智能摇奖机器人的工作原理是：将骰子放在底座4上，然后将底座4扣在骰盅2的底端，旋转底座4或者骰盅2，使底座4与骰盅2在勾爪8、沟槽7的作用下相互固定，然后启动机械臂1，带动相连的骰盅2进行晃动，使得骰盅2内部的骰子随机转动碰撞，最终产生随机结果。

下面是一种智能摇奖机器人的控制方法，包括以下步骤：

步骤s1：将骰子装入骰盅中，并将底座与骰盅固定，通过机械臂提起骰盅；

步骤s2：通过机械臂带动骰盅对骰子进行左右、前后晃动，得到骰子的初摇结果；

步骤s3：继续通过机械臂带动骰盅对骰子进行左右、前后、一次斜向晃动、二次斜向晃动，得到骰子的主摇结果；

步骤s4：通过摄像头将骰子的晃动过程以及摇奖结果进行实时直播。

为了确保骰盅晃动充分、剧烈，获得的结果具有较强的随机性，本实施例对步骤s2、s3中具体的晃动时长作了如下设计：步骤s2中骰盅的晃动时长为30秒，且左右晃动、前后晃动的时长均大于等于10秒；步骤s3中骰盅的晃动时长为60秒，且左右晃动、前后晃动、一次斜向晃动、二次斜向晃动的时长均大于等于10秒。

进行所述步骤s2时，产生一个0～10的随机数m，步骤s2中左右晃动的时长为10+m秒，前后晃动的时长20-m秒；

更具体地，为了进一步地获得更随机的结果，本实施例在进行所述步骤s3时，产生一个0～20的随机数n、一个0～n的随机数p以及一个0～20-n的随机数q，步骤s3中左右晃动的时长为10+p秒，前后晃动的时长10+n-p秒，一次斜向晃动的时长为10+q，二次斜向晃动的时长30-n-q。

本实施例通过以下方式来实现骰子点数的自动识别，具体如下：

为了得到较为清晰、光照均匀的成像图片，同时提高分辨率，可对盅底颜色、照明设备(led光源)、摄像头角度、像素条件等进行配置，另外，本实施例以黑色背景、黑点数白面骰子为例对识别过程进行详细说明。需要说明的是，背景色以及骰盅底部的颜色均可根据实际的应用灵活调整，下述实施方式不构成对本发明的限制。

步骤t1：通过摄像头采集摇奖结果图片，该图片中包括骰子与骰盅底部，骰盅底部为黑色，骰子点数为黑色，其余为白色；

步骤t2：对结果图片进行预处理，使用高斯滤波去除噪声；

步骤t3：对预处理后的图像进行二值化处理，将骰子白色面作为前景，骰子点部分和蛊底作为背景，得到二值化图像一；对二值化图像一进行联通域填充，得到二值化图像二；

步骤t4：对二值化图像二进行距离算法，归一化后以0.6为阈值二值化，得到分离的骰子图像三，以图像三结合背景点为基础生成分水岭算法mask图像四，使用图像四作为mask，对图像二进行分水岭算法得到骰子的分割区域，结果为图像五，完成骰子区域分离；

步骤t5：对区域分离后的图像进行骰子点提取：图像二差图像一,得到骰子点数区域图像六，对图像六填充，使得每个点都成为联通域，且点与点之间不联通，得到图像七，对图像七和图像五取交集，得到每个骰子的区域图像集八；

步骤t6：统计图像集八中每个图像内联通域的个数，得到最终的骰子点数。

本实施例通过采用上述结构及方法，能够使得骰盅晃动得足够充分、剧烈，使得内部的骰子随机转动碰撞，最终产生随机结果，整个过程透明可见、步骤明确简单、公信力高。另外，通过自动识别骰子点数，提高了开奖的效率，同时也降低了人为读骰子点数导致的错误率

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。