【摘要】：近年來,機(jī)器人產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展,特別是具有人機(jī)對(duì)弈功能的博弈機(jī)器人,成為國(guó)內(nèi)外機(jī)器人研究的熱點(diǎn),博弈論思想被拓展到各個(gè)領(lǐng)域,收獲顯著。然而國(guó)內(nèi)關(guān)于人機(jī)博弈的研究還處于不斷完善和發(fā)展的階段,遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家,針對(duì)這一現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)具有人機(jī)交互功能的博弈機(jī)器人,推動(dòng)國(guó)內(nèi)機(jī)器人博弈算法研究顯得很迫切。Delta并聯(lián)機(jī)器人響應(yīng)速度快,結(jié)構(gòu)緊湊,動(dòng)力性能好,適合作為博弈機(jī)器人的硬件結(jié)構(gòu)。因此設(shè)計(jì)Delta并聯(lián)型人機(jī)對(duì)弈機(jī)器人系統(tǒng),本系統(tǒng)結(jié)合傳統(tǒng)博弈軟件和新型智能機(jī)器人的各自長(zhǎng)處,針對(duì)五子棋規(guī)則,能夠完成看棋、算棋、取子下棋的全過程,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人和人面對(duì)面博弈。Delta并聯(lián)型人機(jī)對(duì)弈機(jī)器人系統(tǒng)由視覺識(shí)別子系統(tǒng)、棋盤執(zhí)行機(jī)構(gòu)子系統(tǒng)和博弈算法子系統(tǒng)三部分組成,可以模擬人類的博弈全過程,實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)在物理棋盤上的博弈對(duì)戰(zhàn)。視覺識(shí)別子系統(tǒng)由主控計(jì)算機(jī)、攝像頭、視頻采集卡、圖像識(shí)別算法四部分組成,完成對(duì)棋盤狀態(tài)仿人眼視覺識(shí)別;棋盤執(zhí)行機(jī)構(gòu)子系統(tǒng)由棋盤主體機(jī)構(gòu)、Delta并聯(lián)機(jī)構(gòu)兩部分組成,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)取子、走子、下子等功能;博弈算法子系統(tǒng)由博弈搜索策略、博弈棋局?jǐn)?shù)據(jù)庫和人機(jī)交互模塊構(gòu)成,實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)弈功能。視覺識(shí)別子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面,針對(duì)棋子、棋盤標(biāo)定,落子位置誤差補(bǔ)償和棋子顏色識(shí)別構(gòu)建了一整套識(shí)別體系;在視覺控制技術(shù)方面,為實(shí)現(xiàn)棋局的判斷并提供執(zhí)行機(jī)構(gòu)針對(duì)棋局進(jìn)行的下一步博弈操作,構(gòu)建了基于位置的Look-and-Move結(jié)構(gòu)視覺控制系統(tǒng)方案:(1)針對(duì)攝像機(jī)可能安裝于棋盤一側(cè)而造成的采集圖像扭曲問題,設(shè)計(jì)了擬合多項(xiàng)式的方法對(duì)棋盤格點(diǎn)進(jìn)行定位。(2)在對(duì)采集到的棋局圖像進(jìn)行一系列灰度處理、平滑去噪、細(xì)化和分割之后,采用輪廓跟蹤法對(duì)棋盤中的棋子目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別,同時(shí)配合最大面積識(shí)別法補(bǔ)償對(duì)手落子位置誤差,實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確識(shí)別定位。(3)設(shè)計(jì)一套模塊化的視覺控制系統(tǒng)方案,將視覺識(shí)別和視覺控制分成兩個(gè)模塊,細(xì)分工作內(nèi)容,保證了各模塊的驗(yàn)算精度,同時(shí),并行共行工作的方式,提高了系統(tǒng)整體的控制效率。執(zhí)行機(jī)構(gòu)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面,設(shè)計(jì)了一套以Delta并聯(lián)機(jī)器人為主體的執(zhí)行系統(tǒng),并根據(jù)五子棋博弈要求,對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)模型分析,為其零部件設(shè)計(jì)選型,配合視覺控制系統(tǒng)部件選型,控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì),最終完成平臺(tái)搭建。博弈算法子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面,基于五子棋連續(xù)沖四博弈規(guī)則,對(duì)極大極小值A(chǔ)lpha-Beta剪枝搜索算法進(jìn)行優(yōu)化,設(shè)計(jì)出C4 Alpha-Beta剪枝搜索算法,對(duì)于計(jì)算效率和博弈水平都有顯著的提升。
【圖文】：

度并聯(lián)機(jī)器人（又稱并聯(lián)機(jī)械手），為了獲得更高的速度的加抓放操作，研究者將其驅(qū)動(dòng)器布置在機(jī)架上，從動(dòng)臂做成輕桿985 年瑞士洛桑聯(lián)邦理工大學(xué)（EPFL）Clavel 博士發(fā)明的一類人，即 Delta 機(jī)械手[7] [8] [9]（圖 1-2）。該機(jī)器人動(dòng)平臺(tái)和靜平其普通支鏈上附加可伸縮轉(zhuǎn)軸，可稱作 Delta-4 機(jī)器人；針對(duì)利用設(shè)計(jì)的雙動(dòng)平臺(tái)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)改進(jìn)，即 Par4 機(jī)器人（圖 1-3）

度并聯(lián)機(jī)器人（又稱并聯(lián)機(jī)械手），為了獲得更高的速度的加抓放操作，研究者將其驅(qū)動(dòng)器布置在機(jī)架上，，從動(dòng)臂做成輕桿985 年瑞士洛桑聯(lián)邦理工大學(xué)（EPFL）Clavel 博士發(fā)明的一類人，即 Delta 機(jī)械手[7] [8] [9]（圖 1-2）。該機(jī)器人動(dòng)平臺(tái)和靜平其普通支鏈上附加可伸縮轉(zhuǎn)軸，可稱作 Delta-4 機(jī)器人；針對(duì)利用設(shè)計(jì)的雙動(dòng)平臺(tái)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)改進(jìn)，即 Par4 機(jī)器人（圖 1-3）
【學(xué)位授予單位】：天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP242

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本文編號(hào)：2638700