一、項目概述
1.1項目摘要
機器人手藝是綜合了計算機、控制論、結(jié)構(gòu)學(xué)、信息取傳感手藝、仿生學(xué)及人工智能等多學(xué)科的一門高新手藝。現(xiàn)階段的人機棋戰(zhàn)軟件沒有直觀、欠缺真正的棋戰(zhàn)環(huán)境，而人機棋戰(zhàn)機器人恰是針對這一些沒有足而設(shè)計的。
本機器人棋戰(zhàn)體系以單片機芯片為中心，使用PWM調(diào)制技能掌握機械手的活動，進(jìn)而實現(xiàn)對棋子的掌握；以電腦為上位機，使全部體系的舉措?yún)f(xié)調(diào)一致；棋盤由數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)處理模塊及信息傳輸模塊構(gòu)成。本體系的難點在于各棋子位置的檢驗取掌握及中國象棋算法的實現(xiàn)。
本機器人棋戰(zhàn)體系的硬件局部由棋盤安裝、節(jié)制體系、機械手三局部構(gòu)成。此中節(jié)制體系包羅：機電驅(qū)動模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送取接納模塊等；軟件局部基于VB平臺，包羅中國象棋算法模塊取串口通信模塊實現(xiàn)對棋子的邏輯節(jié)制并經(jīng)由過程串口把下令發(fā)送到機械手的節(jié)制體系。
本系統(tǒng)屬于文娛機器人，實現(xiàn)人取機器人的直接棋戰(zhàn)，既能夠造就人們對中國象棋的愛好，又能夠發(fā)揚我國的傳統(tǒng)文化。
1.2項目后臺/選題念頭
中國象棋是一中華民族優(yōu)異并且不二法門的傳統(tǒng)文化，也是廣泛的文娛體例，即可為老人排解孤獨感，又能夠跟兒童下棋，保證開發(fā)智力，錘煉兒童的思維能力。
現(xiàn)階段中國象棋博弈軟件己經(jīng)得到了必然的開展，像有名的“齊天大圣”博弈軟件，己經(jīng)具有了中國象棋巨匠的水準(zhǔn)，但就人機博弈的使用而言，單單博弈軟件另有其沒有足之處，好比:計算機博弈軟件沒有直觀生動，缺少觀賞性，并沒有具有真正的棋戰(zhàn)環(huán)境，讓棋戰(zhàn)者找沒有到棋戰(zhàn)的感到，并且好長時間對著計算機屏幕冷冰冰的面貌還輕易發(fā)生枯燥乏味的感到;計算機博弈軟件關(guān)于老人博弈愛好者而言難以順應(yīng)，一是由于取計算機棋戰(zhàn)需求控制必然的計算機根本才氣操縱，而老人博弈愛好者廣泛沒有具有這一些常識，二是由于恒久坐正在計算機前對老人人的身心健康很沒有利，是以為計算機博弈軟件正在老人人中的推行帶來難題。
高速分揀機器人哪家有實力外洋正在博弈機器人方面的研討重要集合正在美國的IBM公司。IBM公司由1958年就起頭了博弈體系的研討，可謂開拓了博弈體系研討的先河，并正在此基礎(chǔ)上，不休獲得進(jìn)度，直到1997年“深藍(lán)”克服國際象棋大家卡氏帕羅夫而導(dǎo)致全球列國學(xué)者的存眷，而這件事不但成為了人工智能范疇的里程碑，還愈加是博弈機器人體系研討范疇的里程碑。但由于中國象棋是我國獨有的傳統(tǒng)文化，外洋還沒有對中國象棋博弈體系的研討。
而由海內(nèi)棋戰(zhàn)機器人的研討近況來看，研討的參與者有高校和研討所，好比上海交大，東北大學(xué)，中國香港理工大學(xué)，鄭州機器研討所，還有企業(yè)，如首鋼，再有便是由先生領(lǐng)導(dǎo)的中學(xué)生機器人愛好者們。由研討的棋的品種來看，有一部分是研討中國象棋博弈體系的，還有研討國際象棋和其他棋類體系的。整體來講他們的研討各具特色，好比研討中國象棋機器人博弈體系的的大多數(shù)采取了開放式機器人控制器，如首鋼是正在Motorman機器人基礎(chǔ)上開辟了中國象棋機器人，上交大的機器人是海內(nèi)使用開放式控制器開辟樂成的第一臺棋戰(zhàn)機器人，具有較高的開放性;博弈機器人“料想”能完成看棋、算棋、與子下棋全程，能夠與人面對面下棋，是一臺功效較完備的博弈機器人體系。而近來鄭州機器研討所研制的中國象棋機器人更是智能水平和功效皆比力完備。殘局前，機器人主動擺放棋子，用普通話向?qū)Ψ揭姺▌t和注意事項。而且看棋、走棋，機器人30秒內(nèi)就能夠搞定。總的來看，正在棋局的辨認(rèn)層面，他們大皆采取了機器視覺手藝，采取視覺傳感器連系圖象處置手藝來辨認(rèn)棋盤和棋子。但與此同時他們還各有其不足之處：
像個頭巨大，不利于搬運和進(jìn)入家庭;
因為機械與人下棋大而帶來的安全性等題目;
因為采用了現(xiàn)成的開放式機器人控制器，進(jìn)而帶來的開辟本錢太高的題目;
因為采用了視覺傳感器融合圖象處置懲罰技能計劃而帶來的軟件龐雜水平進(jìn)步，進(jìn)而影響了體系團(tuán)體處置懲罰速度。
為處理上述問題，我們想要研究出的是一種玲瓏的、有用的、安全可靠的、智能化的中國象棋棋戰(zhàn)機器人。
兩、需求剖析
2.1功用規(guī)定
請求機器人棋戰(zhàn)體系可以自力完成看棋、算棋和與子下棋的全程。
2.2性能尺度
1、可以開展棋盤定位、棋子辨認(rèn)、棋局推斷
2、能按照法式指令由儲子安裝中掏出圓形棋子并安排到法式指定位置
三、方案設(shè)計
3.1體系功效實現(xiàn)道理
機器人棋戰(zhàn)體系采納的是一種布局簡樸、可行的基于SCARA型機器人的機器臂設(shè)計計劃。SCARA型機器人是平面樞紐型機器人，在此計劃中把器械臂分為若干個樞紐開展挪動，進(jìn)而實現(xiàn)平面內(nèi)定位和定向。
硬件架構(gòu)圖
本機器人棋戰(zhàn)體系以單片機芯片為焦點，使用PWM調(diào)制技能節(jié)制機械手的活動，進(jìn)而實現(xiàn)對棋子的節(jié)制；以電腦為上位機，使全部體系的舉措?yún)f(xié)調(diào)一致；棋盤由數(shù)據(jù)收羅、數(shù)據(jù)處理模塊及信息傳輸模塊構(gòu)成。
棋盤特別設(shè)計用來檢驗每一個格點的信息來肯定棋子的位置和種別；
棋盤和機械手運用一個微控制器，經(jīng)由過程模數(shù)轉(zhuǎn)換器把棋盤每行、列的旌旗燈號轉(zhuǎn)化為數(shù)字量傳到單片機開展闡明；
剖析棋局，然后依據(jù)人機棋戰(zhàn)的步伐算法挑選符合的棋子，舉行棋局判定，與此同時發(fā)生操縱旌旗燈號，并把操縱旌旗燈號傳回單片機，由單片機操縱舵機驅(qū)動電路，批示機械手實現(xiàn)對棋子的高速、精確操縱；
棋術(shù)闡發(fā)記錄軟件用VB編寫，VB可視化、面向工具編程的特色和厚實的利用模塊，對中國象棋算法的編寫稀奇有益。
體系硬件構(gòu)造框圖如下圖所示：
體系硬件構(gòu)造框圖
3.2硬件資源配置
1、用STEVAL-MKI062V2開辟套件開展棋盤定位、棋子辨認(rèn)和安排棋子
傳送帶分揀機器人2、用LM317、LM7805、變壓器等制造穩(wěn)壓電源，為體系給予所需的電源
3、用舵機開展棋子的抓取、挪動、安排操縱
3.3系統(tǒng)軟件架構(gòu)
軟件架構(gòu)圖
3.4系統(tǒng)軟件步驟
1.開機上電后，棋局起頭，掃描棋盤并留存棋盤數(shù)據(jù)。
2.推斷誰為先手
3.分辨是不是落子，并把棋子信息發(fā)送至上位機
4.上位機依據(jù)落子信息闡明棋局，分辨棋局是不是有誰勝出，假如沒有則依據(jù)人機棋戰(zhàn)的順序算法挑選適宜的走棋體例；假如有誰勝出則竣事順序，棋局竣事。
5.上位機處置完成，生成的走棋信息傳回主控
6.主控節(jié)制舵機舉行相應(yīng)的落子操縱
7.再返回步調(diào)3直至棋局竣事。
順序運轉(zhuǎn)流程圖
智能分揀機器人功能介紹北京分揀機器人作用菜鳥驛站倉庫分揀機器人并聯(lián)分揀機器人動力機