项目名称:基于视觉的下象棋机器人

组 别: 高中组 省赛奖项: 冠军
代表团: 江苏 参赛队员: 王嘉懿 朱家辰 章华瑾 参赛队:
辅导教师: 周明龙 徐宁 汪小庆

项目摘要:

今年机器人创意设计的主题是“聪明的机器人”。2016年3月,阿尔法围棋与围棋世界冠军、职业九段棋手李世石进行围棋人机大战,以4比1的总比分获胜。 我们机器人创意设计团队的三名同学都是从初中一年级开始学习程序设计的。朱家辰同学,初中就获得了信息学奥赛提高组的全国一等奖。2018年再获信息学奥赛高中提高组全国一等奖,并且他从小喜欢象棋,因此我们创意团队用大半年的时间设计了这个“基于视觉的下象棋机器人”,可以实现人机对战。 下棋策略:棋盘中各棋子的位置采用二维数组存储,各棋子映射为各具体数字。棋盘在屏幕上的坐标是两个以自己右下角为原点的坐标体系,右下角的车是对应为(1,1)。对于当前棋子的走法我们采用了是深度优先搜索策略,生成全部走法存储在历史表中,搜索时加了掐时处理,在规定的时间里没有搜索到最佳步骤的,就不再向下搜索了,在历史表中选择一个对应步骤。这里需要说明的是如何选择最佳步骤,我们设计了一个评价函数,评价生成的走法历史表中每种走法的得分,取最大值的那种走法,然后指挥机器人根据这个方案作出相应步骤。如此往复,直到分出胜负。 硬件实现:视觉设备拍照片,与前一张照片对比做差,得出棋子位置的变化,计算出相应坐标,通过串口发给计算机,计算机分析出棋子位置变化,计算出机器人应对的步骤,指令传给步进电机,步进电机驱动抓取装置,把棋子送到相应位置。 科学性:PID算法控制步进电机——行进精准,深度优先算法遍历棋盘——搜索全面,视觉拍照分析棋盘——仿生智能 创新性:创新的机器人视觉系统;创新的开源硬件处理器;创新的程序算法。 实用性:培养使用开源硬件的能力;培养开发应用程序的能力;实现人机对战,下棋的真实性;提供开源平台,学习开源硬件的开发与应用。

演示视频:

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