中国象棋人机博弈系统的研究与实现

发布时间：2021-05-13 12:07

　　随着人们生活水平的提高,娱乐型机器人越来越多的出现在人们的生活中,本文通过对机器视觉及人机博弈相关理论的研究,实现了一种中国象棋人机博弈机器人系统的设计。并主要从以下三个方面介绍了该设计的实现过程:第一、中国象棋棋盘、棋子图像识别算法,本文提出使用图像剪切方法和基于对数极坐标变换&傅里叶变换的模板匹配方法实现棋盘中棋子的定位与识别,很好地消除了棋子摆放过程中旋转任意性对棋子识别的影响。第二、中国象棋人机博弈算法,采用历史启发与Alpha-Beta相结合的Alpha-Beta＿HH搜索算法,使得搜索速度更快,系统反应时间大大缩短。第三、机械臂运动学分析,运用D-H矩阵齐次坐标变换方法建立了机械臂运动学模型,通过对机械臂位姿正逆解的求解得出机械臂各关节应运行的角度,从而指导机械臂的走棋。本文最终搭建象棋机器人硬件平台,完成上位机界面设计、下位机各模块的控制以及上位机与下位机的通信,集成整合各个模块。在对弈开始后,系统通过摄像头监测棋盘状态,在人类走棋结束后,采集棋盘图像,之后将图像传入计算机,同时计算机通过象棋棋盘、棋子图像识别算法定位与识别各个棋子,生成棋盘状态矩阵,之后调用中国... 

【文章来源】：青岛大学山东省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 课题研究的主要内容
    1.4 结构安排
第二章 中国象棋棋盘、棋子图像识别算法
    2.1 图像预处理
        2.1.1 图像桶形畸变矫正
        2.1.2 图像剪切
        2.1.3 象棋棋子有无及棋子颜色判断
        2.1.4 棋子的提取
    2.2 棋子类型识别算法
        2.2.1 对数极坐标变换
        2.2.2 离散傅里叶变换
        2.2.3 识别算法与结果
    2.3 本章小结
第三章 中国象棋人机博弈算法
    3.1 棋盘表示
    3.2 走法产生
    3.3 局面估值
        3.3.1 棋子价值评估
        3.3.2 棋子位置评估
        3.3.3 棋子的灵活性与棋盘控制
        3.3.4 棋子关系评估
    3.4 搜索技术
        3.4.1 博弈树
        3.4.2 极大极小值算法
        3.4.3 Alpha-beta_HH搜索算法
    3.5 本章小结
第四章 机械臂执行模块设计
    4.1 机械臂工作空间要求与连杆参数设计
    4.2 机械臂运动学求解
        4.2.1 正运动学方程
        4.2.2 逆运行学方程
    4.3 本章小结
第五章 系统综合开发与实验
    5.1 系统硬件设计
        5.1.1 主要硬件选型
        5.1.2 硬件平台搭建
    5.2 系统软件设计
        5.2.1 上位机软件设计
        5.2.2 下位机软件设计
    5.3 系统总体结构与展示
        5.3.1 系统总体结构
        5.3.2 象棋机器人工作流程展示
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间研究成果
致谢



本文编号：3183987