【摘要】：摄像头部分负责在颜色识别过程中获取魔方六个面的六张图片；舵机机械臂部分让魔方旋转到特定的角度；舵机控制部分控制机械臂的运动；软件控制部分负责图像处理分析、魔方求解和人与魔方机器人的交互。舵机控制脉冲增量插补算法平衡了魔方机器人的稳定性与速度。图140合工大魔方机器人
获奖等级：入围奖
设计者：杨刚，王鹏，郭富宾
指导教师：郑红梅，田杰
合工大魔方机器人（图140）的系统组成包括四个部分，即摄像头部分、舵机机械臂部分、舵机控制部分和软件控制部分。
摄像头部分负责在颜色识别过程中获取魔方六个面的六张图片；舵机机械臂部分让魔方旋转到特定的角度；舵机控制部分控制机械臂的运动；软件控制部分负责图像处理分析、魔方求解和人与魔方机器人的交互。摄像头部分采用分辨率为1280×960的谷客HD91P摄像头采集魔方六个面的照片。(www.xing528.com)
舵机机械臂部分由相互垂直的两个两自由度的机械臂组成。机械手臂采用木质结构，增加了强度和摩擦力。手臂固定采用型材，节约成本。
舵机控制部分采用Arduino开源硬件控制，利用二叉树算法对复原指令进行优化，大大减少了总操作步数。舵机控制脉冲增量插补算法平衡了魔方机器人的稳定性与速度。
软件控制部分采用KNN算法对摄像头采集的图片进行处理，减少了光照的影响，提高了鲁棒性，提高了颜色识别精度。魔方求解采用Kociemba算法，此算法最多需要21步。根据实际情况，我们对算法进行了优化，省去了一些不必要的步骤。
图140 合工大魔方机器人
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