【摘要】：由于Android手機用戶數(shù)量最龐大,將棋類游戲APP與機器人進行組合創(chuàng)新,已成為了一大熱門研究課題。本文將Android手機、小型機器人結合起來,從協(xié)助教育機構老師對學生進行象棋教學和便于象棋愛好者觀賞及提升棋藝的角度出發(fā),對傳統(tǒng)的對弈游戲系統(tǒng)進行創(chuàng)新改造,提出了一種移動端和機器人端可以同步對弈的系統(tǒng)。為了設計及實現(xiàn)此系統(tǒng),對系統(tǒng)的整體層次結構和功能需求進行了研究,將其分為移動端應用、無線通信、機械臂控制平臺三大組成部分。主要研究內容及創(chuàng)新點如下:(1)基于對Android平臺的分析,運用Eclipse IDE、Android SDK和所學理論設計及實現(xiàn)了移動端應用。文章中主要研究了界面布局及展示、藍牙連接與實時通信、棋盤與棋子的數(shù)據(jù)結構、對機械臂的控制等關鍵模塊,還研究了基本搜索、高級搜索和啟發(fā)算法,并將其結合優(yōu)化了搜索過程中的對弈著法生成順序,最終通過編碼調試,使其形成一個可正常對弈且可無線控制機械臂的應用程序。(2)對比了WiFi和藍牙的技術優(yōu)勢,實現(xiàn)了系統(tǒng)的藍牙無線通信功能,并基于天線設計理論和系統(tǒng)中藍牙頻段的特點設計了一款優(yōu)質的可應用于藍牙模塊的圓極化微帶天線,同時將此天線加工為實物,進行了實際測量驗證。(3)分析了六自由度機械臂控制平臺的具體構造,詳細研究了舵機的工作原理和機械臂的控制方法,并結合Android移動端應用對其調試和采集生成通信傳輸?shù)闹噶?實現(xiàn)移動端可以控制機械臂同步完成雙方對弈的整套動作。最后,對搭建的系統(tǒng)各個部分及整體分別進行了多次真機測試,各個部分實現(xiàn)了主要功能,系統(tǒng)整體達到了設計初衷和應用要求。在該對弈機器系統(tǒng)中,智能手機和藍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機構和象棋愛好者中推廣。
【圖文】：

本文針對中國象棋對戰(zhàn)游戲規(guī)則，設計了一個手機軟件和機械臂同步模擬中國象棋雙方游戲的對弈機器系統(tǒng)。此系統(tǒng)要求移動端的程序能夠正常進行人機對弈游戲，并能夠實時地將各方的每一步棋子的狀態(tài)及動作指令發(fā)送給通信模塊，然后傳輸給機械臂的主控模塊解析，從而控制機械臂同步完成對弈的動作。2.1 系統(tǒng)的總體架構本文提出的對弈機器系統(tǒng)是對現(xiàn)在單純的手機象棋游戲的創(chuàng)新改造，它具有成本低、趣味性強、實現(xiàn)簡單、便攜性高、易于推廣等特點�？紤]到 Android 手機的普遍性以及當今電子技術的快速發(fā)展促使小型機器人逐漸引起廣大人群的關注和喜愛等原因，所以將幾乎人人都有的安卓智能手機與小型機器人結合起來，共同進行對弈游戲，必將會使得這種智力棋藝活動得到更多人的熱愛。整個對弈機器系統(tǒng)有三大部分構成，第一部分是 Android 移動端的人機交互游戲軟件模塊，第二部分是藍牙無線通信模塊，第三部分是六自由度機械臂控制板及舵機執(zhí)行動作的模塊。系統(tǒng)總體架構如圖 2-1 所示。

件功能代碼清晰，便于維護。弈著法搜索部分搜索算法是手機每走一步棋都要調用的模塊，它是整個中機對弈的核心，本文將對基本搜索、高級搜索、啟發(fā)算法為手機行棋的大腦，與用戶進行棋藝對弈。令發(fā)送部分棋盤共有 90 個位置點，32 個棋子，棋盤上每個位置都對走一步棋都會對應起始點和落棋點兩個位置，因此對弈雙根據(jù)走棋的起落位置點生成對應的指令，并調用手機藍牙，使其按照指令形成動作。組成與分析臂主要指的是機械臂的控制板，它是整個系統(tǒng)的主要硬件-3 所示：
【學位授予單位】：東華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP242;TN929.53

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本文編號：2604952