[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

摘要

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。

主权项

1.一种基于图像处理的自动识别和定位摆棋机器人，其特征是：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位于图像采集装置正下方10cm处的环形低角度LED光源，所述环形低角度LED光源所提供的正光源为红光，使象棋表面的文字或图案清晰；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或垂直自由旋转的关节转动轴、与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，通过所有关节转动轴的转动，控制抓棋吸嘴在三维空间内伸缩灵活并准确抓取象棋；其机器人的操作方法包括如下步骤：（1）传送带运送棋子经过光电传感器，控制传送带继续运转至棋子进入相机视野范围内停止；（2）相机对棋子进行图像采集，得到棋子的原始图像和棋子的坐标；（3）对原始图像进行灰度处理，根据灰度图片颜色深浅区分双方棋子，并且运用SIFT算法识别出棋子；（4）将图像坐标装换成实际坐标，并发送给PC终端，控制机械臂吸取并摆放棋子；（5）若不能识别出棋子，则控制机械臂吸取棋子放在翻转机构的吸嘴上，翻转机构翻转使棋子落在传送带上，重复步骤（1）。