【摘要】：當(dāng)前的象棋機(jī)器人多基于工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行二次開發(fā),由于工業(yè)機(jī)器人體積大、成本高,不符合象棋機(jī)器人作為服務(wù)與娛樂(lè)機(jī)器人的定位;象棋機(jī)器人使用特制的棋盤及棋子,棋盤狀態(tài)的感知識(shí)別算法不具備通用性;采用傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)象棋博弈算法,以追求勝率為目標(biāo),不具備趣味性,人機(jī)對(duì)弈體驗(yàn)差。針對(duì)這些問(wèn)題,本文從象棋棋盤棋子的識(shí)別、置棋區(qū)棋子定位識(shí)別與擺棋路徑規(guī)劃、象棋機(jī)器人的擬人化博弈、象棋機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其軟硬件控制等關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行了研究,并研發(fā)出象棋機(jī)器人系統(tǒng)平臺(tái)。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:研究了象棋機(jī)器人棋盤棋子識(shí)別技術(shù)�；谄灞P背景圖像實(shí)現(xiàn)棋盤角點(diǎn)粗定位;按序掃描棋盤角點(diǎn),利用基于HSV空間的角點(diǎn)鄰域圖像判定角點(diǎn)處是否存在棋子及棋子的顏色類別;為解決棋子圖像的方向、位置及尺度不確定性導(dǎo)致的棋子識(shí)別準(zhǔn)確率低的問(wèn)題,分別對(duì)紅、黑方棋子構(gòu)建以文字輪廓?dú)w一化傅里葉描述子特征為輸入的基于多層前饋網(wǎng)絡(luò)的棋子文字分類識(shí)別模型,棋子識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)到99.3%。研究了象棋機(jī)器人置棋區(qū)棋子定位識(shí)別與擺棋路徑規(guī)劃技術(shù)�；趫A輪廓匹配方式實(shí)現(xiàn)置棋區(qū)棋子圓輪廓檢測(cè)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)所有棋子定位,并基于本文棋子文字識(shí)別方法對(duì)棋子進(jìn)行識(shí)別�；谪澬乃惴▽�(duì)擺棋路徑進(jìn)行規(guī)劃,確定置棋區(qū)中棋子的選擇順序及棋子在棋盤區(qū)中的擺放位置,得到象棋機(jī)器人擺棋時(shí)末端的訪問(wèn)位置隊(duì)列。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,基于貪心算法的擺棋路徑規(guī)劃相比于依序擺棋方式規(guī)劃,縮短了擺棋過(guò)程總路徑長(zhǎng)度,算法運(yùn)行時(shí)間滿足實(shí)時(shí)規(guī)劃的要求。研究了象棋機(jī)器人擬人化博弈走法決策。從擬人化角度,提出象棋機(jī)器人博弈的棋子偏好及博弈風(fēng)格概念。結(jié)合棋子偏好因子,對(duì)根節(jié)點(diǎn)所產(chǎn)生局面的估值進(jìn)行調(diào)整,分析了棋子偏好因子對(duì)于博弈走法決策的影響;結(jié)合博弈風(fēng)格因子,對(duì)根節(jié)點(diǎn)所產(chǎn)生局面的估值進(jìn)行調(diào)整,通過(guò)調(diào)整博弈風(fēng)格因子大小使得博弈程序具有激進(jìn)、適中及穩(wěn)健型風(fēng)格,分析了博弈風(fēng)格因子對(duì)于博弈走法決策的影響。最后通過(guò)擬人化博弈實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了從棋子偏好與博弈風(fēng)格角度研究象棋擬人化博弈是可行的。開發(fā)了象棋機(jī)器人系統(tǒng)平臺(tái)。從象棋機(jī)器人系統(tǒng)的功能需求出發(fā),分析了系統(tǒng)所需功能模塊,并完成各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)與開發(fā),最終開發(fā)出象棋機(jī)器人系統(tǒng)平臺(tái)。最后,通過(guò)象棋機(jī)器人的對(duì)弈綜合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了象棋機(jī)器人系統(tǒng)的可行性。
【圖文】：

國(guó)際象棋博弈能力，達(dá)到了大師水平的棋力。此后，國(guó)際象棋計(jì)算機(jī)博弈得到飛速發(fā)展，，逡逑ＩＢＭ的“深思”也升級(jí)為“深藍(lán)”，憑借其強(qiáng)大的處理器與國(guó)際象棋博弈算法，１９９７年，逡逑經(jīng)過(guò)升級(jí)的“深藍(lán)”擊敗了卡斯帕羅夫［５］，圖１－１為對(duì)弈時(shí)的場(chǎng)景。ＩＢＭ邋“深藍(lán)”的成功逡逑是計(jì)算機(jī)博弈領(lǐng)域，同時(shí)也是人工智能領(lǐng)域的一個(gè)里程碑。但從“深思”到“深藍(lán)”系逡逑列，僅僅是利用了計(jì)算機(jī)進(jìn)行博弈，并不具有實(shí)體的機(jī)器人結(jié)構(gòu)，因此其需依賴人放置逡逑棋子完成博弈過(guò)程。逡逑９邋ｍ：＼逡逑圖１－１卡斯帕羅夫與“深藍(lán)”對(duì)弈邐圖１－２國(guó)際象棋機(jī)器人逡逑２０００年，ＵＳＭＴＵ的Ｋ．邋Ｂｒｅｚｈｎｅｖ和Ｖ．邋Ｂｕｌｄｙｚｈｏｖ間設(shè)計(jì)的國(guó)際象棋機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了與逡逑人進(jìn)行國(guó)際象棋對(duì)弈，該機(jī)器人使用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手爪完成棋子的抓取及移動(dòng)，如逡逑２逡逑

國(guó)際象棋博弈能力，達(dá)到了大師水平的棋力。此后，國(guó)際象棋計(jì)算機(jī)博弈得到飛速發(fā)展，逡逑ＩＢＭ的“深思”也升級(jí)為“深藍(lán)”，憑借其強(qiáng)大的處理器與國(guó)際象棋博弈算法，１９９７年，逡逑經(jīng)過(guò)升級(jí)的“深藍(lán)”擊敗了卡斯帕羅夫［５］，圖１－１為對(duì)弈時(shí)的場(chǎng)景。ＩＢＭ邋“深藍(lán)”的成功逡逑是計(jì)算機(jī)博弈領(lǐng)域，同時(shí)也是人工智能領(lǐng)域的一個(gè)里程碑。但從“深思”到“深藍(lán)”系逡逑列，僅僅是利用了計(jì)算機(jī)進(jìn)行博弈，并不具有實(shí)體的機(jī)器人結(jié)構(gòu)，因此其需依賴人放置逡逑棋子完成博弈過(guò)程。逡逑９邋ｍ：＼逡逑圖１－１卡斯帕羅夫與“深藍(lán)”對(duì)弈邐圖１－２國(guó)際象棋機(jī)器人逡逑２０００年，ＵＳＭＴＵ的Ｋ．邋Ｂｒｅｚｈｎｅｖ和Ｖ．邋Ｂｕｌｄｙｚｈｏｖ間設(shè)計(jì)的國(guó)際象棋機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了與逡逑人進(jìn)行國(guó)際象棋對(duì)弈，該機(jī)器人使用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手爪完成棋子的抓取及移動(dòng)，如逡逑２逡逑
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2637940