【摘 要】
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随着人们生活水平的提高,围棋对弈系统的市场逐渐火热.现在的围棋对弈系统集成了当前水平较高的对弈算法,可以帮助棋手完成高水平的对弈以及复盘,同时可以避免棋手直接与电子屏幕接触,提高了棋手的对弈体验.但是现在市场上的围棋对弈系统一般基于工业机械臂开发,系统整体体积大、成本较高,不利于普及,同时为了保持视觉算法的稳定,围棋对弈系统内部各模块之间位置相对固定,系统灵活性较低.针对上述问题,本文对围棋棋子的
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随着人们生活水平的提高,围棋对弈系统的市场逐渐火热.现在的围棋对弈系统集成了当前水平较高的对弈算法,可以帮助棋手完成高水平的对弈以及复盘,同时可以避免棋手直接与电子屏幕接触,提高了棋手的对弈体验.但是现在市场上的围棋对弈系统一般基于工业机械臂开发,系统整体体积大、成本较高,不利于普及,同时为了保持视觉算法的稳定,围棋对弈系统内部各模块之间位置相对固定,系统灵活性较低.针对上述问题,本文对围棋棋子的识别与运动执行系统的建模和设计等环节中的关键技术进行了深入研究,并通过算法的设计以及模型的仿真构建了围棋落子模拟系统,通过激光指引模拟棋手落子,以此完成自动对弈的过程,本文的研究内容主要包括:(1)研究了两种围棋棋子的识别算法,第一种算法基于棋盘定位标志,在多个尺度空间下完成标准棋盘图像的定位与分割,根据标准棋盘图像的阈值检测与角点检测结果,分别确定白色棋子与黑色棋子的位置.然后经过多轮形态学处理,确定不均匀光照区域,基于支持向量机训练棋子分类器完成此区域中棋子的检测;第二种算法基于目标检测确定棋子在图像中的像素位置,对棋盘区域图像进行重建并完成棋盘定位,最后通过概率分析确定棋盘的规格与状态.两种算法各具优势,可以根据实际情况进行选择.(2)研究了运动执行装置末端的位置误差补偿方法.首先设计了相应的运动执行装置以及相关功能,采用激光发射器与高精度数字舵机构建运动执行装置,使用伸缩关节模拟激光光路来完成运动学建模,然后在此基础上提出一种基于透视变换的运动末端位置误差补偿方法,以得到关节变量由理想值到实际值的映射关系,并通过仿真计算完成运动末端剩余位置点的误差补偿.基于上述研究内容以及围棋落子模拟系统的功能需求,完成各个功能模块的开发,并构建了完整的对弈系统.最后,通过实验对视觉模块的棋子识别功能与运动控制模块的误差补偿方法进行了有效性验证.实验结果表明,两种棋子检测算法在均匀光照条件下,平均检测精度分别达到了 98.96%和99.95%,效果较好,而在不均匀光照条件下检测效果还有较大提升空间.
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