[发明专利]基于机器视觉的棋子定位方法、系统、存储介质及机器人

说明书

本发明公开了一种基于机器视觉的棋子定位方法，应用于对设有平面标识物的棋盘上的棋子进行定位，棋子定位方法包括：通过摄像头获取视频流，并从视频流中采集视频图像帧；对视频图像帧进行图像处理，识别平面标识物；根据平面标识物及预先获取的摄像头的内参矩阵，计算棋盘上的棋子相对于标识物的位置，从而定位棋子的位置。此外，基于相同的技术构思，本发明还公开了一种基于机器视觉的棋子定位系统、存储介质及机器人。本发明不需要棋盘进行特别的电路实现，且棋盘与机器人之间不需要进行数据通信，更加便于布置。此外，本发明的平面标志物的设立，让机器人在复杂场景中能够准确的识别出该平面标志物，不会受到复杂场景的干扰。

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其涉及基于机器视觉的棋子定位方法、系统、存储介质及机器人。

背景技术

在机器人技术越来越普及的今天，人们希望与机器人进行像真人一样的交互，感受人工智能的强大。如今下棋成了一种与机器人很重要的交互活动。虽然在有些机器人的交互屏幕上也能进行下棋，但是该种方式缺乏吸引力，用户感受不到是在和机器人下棋。所以，为了营造一种更好的人机交互体验，需要让机器人理解真实存在的棋盘，并和现实中真人一样进行下棋。这样能够使用户获得更好的带入感，增加机器人的拟人化特征，使用户得到更好的交互体验。机器人像人一样下棋，需要识别棋盘上棋子的准确位置。

申请号为201310554765.5及201621069461.5，201310159264.7的发明专利都公开了一种实物棋盘人机对弈系统。该类型发明都是采用特制的物理棋盘，通过相应的传感器感应棋子相对棋盘的位置，然后将棋子位置信息发送给机器人装置。该发明能够准确获得棋子在特定棋盘上的准确位置。

但是，该方案需要特定的棋盘硬件电路进行实现，且棋盘与机器人需要进行数据通信，实现起来比较复杂，且现场布置及调试安装比较繁琐。

申请号为201610967421.0公开了一种基于图像的象棋棋子定位及识别方法，该发明能够定位出象棋棋子相对于棋盘的位置。

但是，该发明是通过阈值法对图像二值化，然后检测棋盘的边界的进行定位棋子。当图像有复杂的背景，这种边界提取方法非常的不稳定，很难正确分割出真正的棋盘边界。图像中的一些具有矩形边界的物体如板凳面等，很容易被误认为是棋盘。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种基于机器视觉的棋子定位方法及系统、存储介质和机器人，用以准确定位棋盘上的棋子的具体位置。

第一方面，本发明公开了一种基于机器视觉的棋子定位方法，应用于对设有平面标识物的棋盘上的棋子进行定位，所述棋子定位方法包括：

S100通过摄像头获取视频流，并从所述视频流中采集视频图像帧；

S200对所述视频图像帧进行图像处理，识别所述平面标识物；

S300根据所述平面标识物及预先获取的所述摄像头的内参矩阵，计算棋盘上的棋子相对于所述标识物的位置，从而定位棋子的位置。

本方案是通过在棋盘上设置一个平面标识物，然后通过机器视觉识别该平面标识物后进一步定位棋子。该方案不需要在棋盘底部设置电路，因此不需要复杂的布置。且由于平面标识物的设立，使得即使在复杂的背景下准确的识别定位出棋子的位置。

优选的，在所述步骤S100通过摄像头获取视频流，并从所述视频流中采集视频图像帧之前还包括：

S010对所述摄像头进行标定，获取所述摄像头的内参矩阵。

在对棋子进行定位之前，需要做的一个准备工作便是需要对摄像头进行标定。摄像机标定即计算摄像机内部参数，即确定摄像机成像的几何模型，从而后期利用射线几所拍摄到的图像来进行三维空间位置的计算。

优选的，所述步骤S200对所述视频图像帧进行图像处理，识别所述平面标识物具体为：