智能象棋机器人：基于图像识别的优化方案

获奖等级：三等奖

设计者：毛辉飞，尚海亮，王浩川

指导教师：李敏

重庆大学光电学院，重庆，400044

本项目设计了一款智能象棋人机对弈机器人（图32），该作品定位为家庭娱乐型机器人，小巧灵活，精度可靠，响应快。机器人系统由三轴机械臂、中国象棋棋盘棋子、数据采集系统（摄像头模块）、博弈分析系统（基于C++及QT的博弈软件——上位机）、机械臂控制系统（STM32单片机——下位机）、电磁铁手爪等部分组成。机器人首先通过摄像头实时捕捉棋盘棋子的位置变动，采集到对手的出招信息后传递给计算机，计算机进行图像识别处理——OCR识别，识别出棋子信息，传递到计算机的博弈分析软件对该出招信息进行分析处理，得到应招之后传递到单片机。最后，通过STM32单片机控制减速步进电机移动机械臂完成相应的下棋动作，从而实现真正意义上的人机对弈。(www.xing528.com)

我们经常在工业展上看到下棋机器人，精度很高，也很智能，但是往往机械手臂复杂笨重，成本高，显然是用于工业操作而展示的工业机器人，不适合用于家庭娱乐。我们在设计机械臂时参考网上开源图纸，修改和设计了一款小巧而又精度较高（可达2mm）的三轴桌面级机械臂，控制源码完全独立完成，结合图像识别，实现家用级娱乐功能。

该机器人主要应用于家庭娱乐方面，很适合孤独的老人以及正在发展智力的孩子。首先，人机对弈的体验感比计算机上的博弈软件好很多，更容易满足青少年的兴趣要求，也能适当地保护青少年视力；其次，人机对弈超强的体验感，能有效缓解空巢老人的孤独感。中国象棋是中国传统文化，很适合锻炼人们的思维力，我们应该将它发扬光大。

图32　基于图像识别的智能象棋机器人