[发明专利]基于棋盘表面图像的棋子定位识别方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于棋盘表面图像的棋子定位识别技术方案。所述技术方案中，棋盘表面具有特征纹理图像，棋子内部的微处理器对获取的棋盘纹理图像进行处理，根据图像特征直接确定棋子在棋盘中的坐标位置，然后把棋子类别编码和棋子位置坐标通过无线接口发送给棋盘控制器；棋子也可以把获取的棋盘纹理图像和棋子类别编码通过无线接口发送给棋盘控制器，由棋盘控制器根据该特征图像确定棋子在棋盘中的位置坐标。本发明提出的技术方案不受外部光源变化、物体遮挡影响，棋子定位准确，为电子棋盘、机器人对弈以及人机对弈提供基础。

技术领域

本发明涉及棋类游戏的智能识别技术，特别涉及棋子识别以及棋子在棋盘上的定位技术。

背景技术

棋类游戏是大家非常喜欢的一种益智游戏，其中象棋和围棋是最受中国人欢迎的两类棋种，象棋和围棋的棋局变化多端、趣味无穷，对于智力开发、陶冶性情也十分有益。随着计算机和机器人技术的发展，用电子棋盘来记录并实时发布棋局、用机器人来与人对弈，逐渐有了很大的市场需求。围绕着电子棋盘和人与机器人对弈需求，研究人员进行了技术开发和产品设计，并有很少量产品进入市场。

电子棋盘和人机对弈产品中的最关键部分是如何识别和定位棋子。目前常用的棋子识别定位方法是采用一个位置固定的外部摄像头垂直拍摄棋盘，通过计算机视觉技术识别棋子类型，并计算出棋子位置坐标。许多展会上的人机对弈机器人常使用上述技术方法来实现，但由于外部光源和使用条件的限制，一般只能作为展示用，离产品化还有很长一段距离。

另外一些相对简单的棋子识别定位方法包括：RFID射频技术、光电传感器技术、磁感应技术等（例如专利文献号：CN103223244，CN205307764，CN205730272），这些方法主要通过一些传统的传感器技术来识别定位棋子，由于棋子自身智能程度很低，造成用户的体验感不好，难以推广使用。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种基于棋盘表面图像的棋子定位识别方法及系统，是一种全新的棋子定位识别方案，其可以避免外部光源和不良环境的影响，能够快速准确地定位识别棋子，提高用户下棋时的用户体验感。

本发明采用图像处理技术实现棋子在棋盘上的定位，每个棋子是一个独立的智能系统，棋盘表面有特殊的图像纹理标记。棋子以一定采样频率获取底部棋盘面的纹理图像，经过图像处理和模式识别算法计算出棋子在棋盘上的位置坐标。

本发明的基于棋盘表面图像的棋子定位识别系统包括棋子和棋盘，系统采用图像处理技术，基于棋子底部的棋盘表面图像，对棋盘上的棋子进行定位。

所述棋子内嵌有智能系统，智能系统的图像传感器及镜头获取棋子底部棋盘图像，微处理器对图像进行处理变换，并通过图像特征确定自身在棋盘上的坐标位置，通过无线数据接口与棋盘控制器通信，将棋子类型编码、棋子自身状态、棋子底部棋盘表面图像等信息发送给棋盘控制器。

所述棋盘具有棋盘控制器，用于通过无线数据接口获取棋子类型编码、棋子自身状态、棋子底部棋盘表面图像等信息，对图像进行处理变换，通过图像特征确定棋子在棋盘上的坐标位置，通过无线数据接口将位置信息发送给棋子，进行对弈决策，并通过接口发送控制指令。

进一步，棋子的智能系统还包括机械开关、惯性传感器，用来辅助判断和识别棋子的外部状态，棋子信号指示装置，用于实时显示棋子内部和外部状态。

采用以上系统，本发明的基于棋盘表面图像的棋子定位识别方法有三套基本相同的实现方案：

方案一的步骤如下：

（1）棋子通过嵌入其中的智能系统的图像传感器及镜头获取棋子底部棋盘图像；

（2）棋子通过智能系统的微处理器对图像进行处理变换；

（3）棋子通过图像特征确定自身在棋盘上的坐标位置