[发明专利]一种基于图像处理的自动识别和定位摆棋机器人

说明书

本发明一种基于图像处理的自动识别和定位摆棋机器人，包括机械系统和与机械系统连接的视觉系统；视觉系统包括图像采集装置和与该装置连接的环形低角度LED光源；机械系统包括传动机构和与传动机构连接的机器人载体；其中：所述传动机构由步进电机、挡板、光电传感器和分别与步进电机连接的翻转机构及传送带连接构成，步进电机带动传送带运动传送棋子；翻转机构上设有吸嘴将棋子固定、翻转后，落到传送带上重新进行传送；挡板分别设置在传送带两侧，在挡板上分别设有光电传感器，当棋子经传送带到达挡板中央时，光电传感器感知棋子，并控制棋子继续向前运动至图像采集装置视野范围内，传送带停止运转。该机器人结构简单、自动化程度高，适应性强。

技术领域

本发明涉及机器人技术，具体是一种基于图像处理的自动识别和定位摆棋机器人。

背景技术

目前，象棋机器人视觉已经应用到下棋过程中，但在开局摆棋过程上，由于棋子放置位置的随意性，象棋机器人大都采用人工摆好棋子，然后才是机器人自己下棋，这样的象棋机器人的下棋效率低，摆棋需要人为干预，不利于象棋机器人的通用性和推广。

发明内容

为此，本发明所要解决的问题是提供一种基于图像处理的自动识别和定位摆棋机器人，该机器人实现了对棋子进行定位、识别和摆放等一系列动作，还具备将放反了的棋子进行翻转并重新定位、摆放的功能。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于图像处理的自动识别和定位摆棋机器人，包括机械系统和与机械系统连接的视觉系统；

视觉系统包括图像采集装置和与该装置连接的环形低角度LED光源；

机械系统包括传动机构和与传动机构连接的机器人载体；其中：

所述传动机构由步进电机、挡板、光电传感器和分别与步进电机连接的翻转机构及传送带连接构成，步进电机带动传送带运动传送棋子；翻转机构上设有吸嘴将棋子固定、翻转后，落到传送带上重新进行传送；挡板分别设置在传送带两侧，在挡板上分别设有光电传感器，当棋子经传送带到达挡板中央时，光电传感器感知棋子，并控制棋子继续向前运动至图像采集装置视野范围内，传送带停止运转；

所述机器人载体包括从下至上顺序连接的第一关节、第二关节、第三关节、第四关节、第五关节、第六关节和抓棋吸嘴，每个关节分别与对应的传动机构、旋转机构、关节电机连接。

所述旋转机构包括能水平、垂直自由旋转的关节转动轴、分别与每个关节转动轴连接的关节电机和旋转臂，关节电机与关节电气系统连接。

所述关节转动轴从下至上分别为第一关节转动轴、第二关节转动轴、第三关节转动轴、第四关节转动轴、第五关节转动轴、第六关节转动轴，抓棋吸嘴与第六关节转动轴连接，通过相应的关节转动轴的转动，控制抓棋吸嘴在三维空间内伸缩灵活并准确抓取象棋；其中：

第一关节转动轴平行于水平面做旋转运动，运动角度范围为240°，最大运动速度为420°/s；

第二关节转动轴垂直于水平面做旋转运动，运动角度范围为120°，最大运动速度为300°/s；

第三关节转动轴垂直于水平面做旋转运动，运动角度范围为164°，最大运动速度为250°/s；

第四关节转动轴垂直于水平面做旋转运动，运动角度范围为200°，最大运动速度为540°/s；

第五关节转动轴平行于水平面做旋转运动，运动角度范围为120°，最大运动速度为620°/s；

第六关节转动轴垂直于水平面做旋转运动，运动角度范围为360°，最大运动速度为720°/s；