【摘要】：由于Android手機(jī)用戶數(shù)量最龐大,將棋類游戲APP與機(jī)器人進(jìn)行組合創(chuàng)新,已成為了一大熱門研究課題。本文將Android手機(jī)、小型機(jī)器人結(jié)合起來,從協(xié)助教育機(jī)構(gòu)老師對(duì)學(xué)生進(jìn)行象棋教學(xué)和便于象棋愛好者觀賞及提升棋藝的角度出發(fā),對(duì)傳統(tǒng)的對(duì)弈游戲系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新改造,提出了一種移動(dòng)端和機(jī)器人端可以同步對(duì)弈的系統(tǒng)。為了設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)此系統(tǒng),對(duì)系統(tǒng)的整體層次結(jié)構(gòu)和功能需求進(jìn)行了研究,將其分為移動(dòng)端應(yīng)用、無線通信、機(jī)械臂控制平臺(tái)三大組成部分。主要研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下:(1)基于對(duì)Android平臺(tái)的分析,運(yùn)用Eclipse IDE、Android SDK和所學(xué)理論設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)端應(yīng)用。文章中主要研究了界面布局及展示、藍(lán)牙連接與實(shí)時(shí)通信、棋盤與棋子的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、對(duì)機(jī)械臂的控制等關(guān)鍵模塊,還研究了基本搜索、高級(jí)搜索和啟發(fā)算法,并將其結(jié)合優(yōu)化了搜索過程中的對(duì)弈著法生成順序,最終通過編碼調(diào)試,使其形成一個(gè)可正常對(duì)弈且可無線控制機(jī)械臂的應(yīng)用程序。(2)對(duì)比了WiFi和藍(lán)牙的技術(shù)優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的藍(lán)牙無線通信功能,并基于天線設(shè)計(jì)理論和系統(tǒng)中藍(lán)牙頻段的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了一款優(yōu)質(zhì)的可應(yīng)用于藍(lán)牙模塊的圓極化微帶天線,同時(shí)將此天線加工為實(shí)物,進(jìn)行了實(shí)際測(cè)量驗(yàn)證。(3)分析了六自由度機(jī)械臂控制平臺(tái)的具體構(gòu)造,詳細(xì)研究了舵機(jī)的工作原理和機(jī)械臂的控制方法,并結(jié)合Android移動(dòng)端應(yīng)用對(duì)其調(diào)試和采集生成通信傳輸?shù)闹噶?實(shí)現(xiàn)移動(dòng)端可以控制機(jī)械臂同步完成雙方對(duì)弈的整套動(dòng)作。最后,對(duì)搭建的系統(tǒng)各個(gè)部分及整體分別進(jìn)行了多次真機(jī)測(cè)試,各個(gè)部分實(shí)現(xiàn)了主要功能,系統(tǒng)整體達(dá)到了設(shè)計(jì)初衷和應(yīng)用要求。在該對(duì)弈機(jī)器系統(tǒng)中,智能手機(jī)和藍(lán)牙無線通信替代了傳統(tǒng)的PC端有線通信方式,減小了系統(tǒng)的體積,降低了系統(tǒng)的成本,提高了系統(tǒng)的便攜性,非常便于在棋類教學(xué)機(jī)構(gòu)和象棋愛好者中推廣。
【圖文】：

本文針對(duì)中國(guó)象棋對(duì)戰(zhàn)游戲規(guī)則，設(shè)計(jì)了一個(gè)手機(jī)軟件和機(jī)械臂同步模擬中國(guó)象棋雙方游戲的對(duì)弈機(jī)器系統(tǒng)。此系統(tǒng)要求移動(dòng)端的程序能夠正常進(jìn)行人機(jī)對(duì)弈游戲，并能夠?qū)崟r(shí)地將各方的每一步棋子的狀態(tài)及動(dòng)作指令發(fā)送給通信模塊，然后傳輸給機(jī)械臂的主控模塊解析，從而控制機(jī)械臂同步完成對(duì)弈的動(dòng)作。2.1 系統(tǒng)的總體架構(gòu)本文提出的對(duì)弈機(jī)器系統(tǒng)是對(duì)現(xiàn)在單純的手機(jī)象棋游戲的創(chuàng)新改造，它具有成本低、趣味性強(qiáng)、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、便攜性高、易于推廣等特點(diǎn)�？紤]到 Android 手機(jī)的普遍性以及當(dāng)今電子技術(shù)的快速發(fā)展促使小型機(jī)器人逐漸引起廣大人群的關(guān)注和喜愛等原因，所以將幾乎人人都有的安卓智能手機(jī)與小型機(jī)器人結(jié)合起來，共同進(jìn)行對(duì)弈游戲，必將會(huì)使得這種智力棋藝活動(dòng)得到更多人的熱愛。整個(gè)對(duì)弈機(jī)器系統(tǒng)有三大部分構(gòu)成，第一部分是 Android 移動(dòng)端的人機(jī)交互游戲軟件模塊，第二部分是藍(lán)牙無線通信模塊，第三部分是六自由度機(jī)械臂控制板及舵機(jī)執(zhí)行動(dòng)作的模塊。系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖 2-1 所示。

件功能代碼清晰，便于維護(hù)。弈著法搜索部分搜索算法是手機(jī)每走一步棋都要調(diào)用的模塊，它是整個(gè)中機(jī)對(duì)弈的核心，本文將對(duì)基本搜索、高級(jí)搜索、啟發(fā)算法為手機(jī)行棋的大腦，與用戶進(jìn)行棋藝對(duì)弈。令發(fā)送部分棋盤共有 90 個(gè)位置點(diǎn)，32 個(gè)棋子，棋盤上每個(gè)位置都對(duì)走一步棋都會(huì)對(duì)應(yīng)起始點(diǎn)和落棋點(diǎn)兩個(gè)位置，因此對(duì)弈雙根據(jù)走棋的起落位置點(diǎn)生成對(duì)應(yīng)的指令，并調(diào)用手機(jī)藍(lán)牙，使其按照指令形成動(dòng)作。組成與分析臂主要指的是機(jī)械臂的控制板，它是整個(gè)系統(tǒng)的主要硬件-3 所示：
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP242;TN929.53

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本文編號(hào)：2604952