CN102872586A - 一种多功能智能象棋 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能智能象棋，包括：具有不同图-磁混合编码的棋子；设有附在棋盘下的用来采集棋子布局的采集电路，具有图像感应识别阵列和磁感应阵列的棋盘。本发明能够实现自动记录棋谱功能，节省人力；本发明可以支持下棋过程回放，便于棋类教学；本发明能够自动识别错误摆棋和错误走棋问题，其智能化设计有助于增强棋类产品的趣味性和吸引力；本发明图-磁混合编码的智能棋盘，结构简单，使用安全可靠，可以作为比赛用棋，也可以作为教学用棋，还可作为休闲娱乐用棋。

Description

一种多功能智能象棋

技术领域

本发明属于象棋技术领域，具体涉及一种多功能智能象棋。

背景技术

象棋在我国拥有极其悠久的历史，由于象棋比赛伴随着智慧和毅力的角逐，因而深受广大群众的喜爱，经过历代人的研究发展，目前棋手的技艺已发展到很高的水平。高一级的比赛几乎从开局到结束都是激烈紧张的角逐，棋手们处在高度的精神紧张状态，处于搜索、比较、创新的脑力加体力劳动之中。然而，即使在这样紧张的场合下仍然要不时中断思维去记录每一步的棋谱以留下宝贵的资料，以利于总结经验或指导以后的训练。除此以外，棋手们往往还要每下一步棋都要按动计时钟按键，既分散精力，又可能造成误差，有时甚至造成纠纷。棋手们为了争取思考时间，在记录棋谱时速度很快，容易笔误，并在以后的整理过程中花费很大的精力。在日常的训练中这种记录、整理棋谱的工作就更加大量而繁琐。总之，用于象棋比赛的设备与现代高度发达的电子技术相比显得十分不协调。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种智能中国象棋系统，能提供中国象棋对弈过程的自动识别、记录、回放功能，这种技术可与下棋过程同步，实时准确识别出棋盘上各个棋子的分布情况，并能及时发现错误摆棋和走棋情况的发生，具有自动计时和走棋提醒功能，支持互联网、电视等实况转播。

本发明实施例是这样实现的，一种多功能智能象棋，所述智能象棋包括：

具有不同图-磁混合编码的棋子；

设有附在棋盘下的用来采集棋子布局的采集电路，具有图像感应识别阵列和磁感应阵列的棋盘。

进一步，图-磁混合编码的棋子由图编码、磁编码和透红外滤光片组成；所述图编码为四个黑白相间的同心圆环，可以产生无向性的四位编码；所述磁编码是在棋子中心放置一块磁铁，将两方棋子内的磁铁按极性相反方向放置，支持棋子与棋盘配合使用时区别棋子所属一方；所述透红外滤光片放置在棋子底面，能透过光电传感器发射的红外光，滤去普通光对图编码识别的干扰。

进一步，所述图像感应识别阵列和磁感应阵列的棋盘设有10×9个识别单元，分布在每个置棋点处，每个识别单元由四个光电传感器构成图感应识别单元，由两个霍尔元件构成磁感应识别单元，由一个多路选择器、一个A/D转换器、一个比较器和两个并转串移位寄存器组成综合识别与控制单元。

进一步，用四个光电传感器检测棋子底面相应圆环的编码，采集到每一位编码的电压模拟值，再通过AD转换器转换成八位数字量，然后每位编码的八位数字量与八位比较器的阈值比较，得出该位编码的值。

进一步，所述采集电路包括磁扫描电路、光电扫描电路、AD转换电路、阈值比较电路和数据传输电路；

磁扫描电路由霍尔元件组成，用于检测磁铁的磁极，采集磁编码的数字量；

光电扫描电路由四个光电传感器组成，其位置和棋子底面圆环的位置一一对应，检测棋子底面的图编码，采集到每一位编码的电压模拟值；

AD转换电路由AD转换器组成，将采集到每一位编码的电压模拟值转换成八位数值量；

阈值比较电路由八位比较器组成，处理器根据环境中的光照强度调节比较器的阈值，然后每位编码的八位数字量与八位比较器设置的阈值比较，得出该位图编码的值；

数据传输电路是每个棋子的数字量数据由两个并转串移位寄存器转成串行数据后串行传输到处理器。

进一步，所述智能象棋通过处理器根据环境中的光照强度来调节比较器的阈值。

本发明具有以下优点：

(1)本发明能够实现自动记录棋谱功能，节省人力；

(2)本发明可以支持下棋过程回放，便于棋类教学；

(3)本发明能够自动识别错误摆棋和错误走棋问题，其智能化设计有助于增强棋类产品的趣味性和吸引力；

(4)本发明图-磁混合编码的智能棋盘，结构简单，使用安全可靠，可以作为比赛用棋，也可以作为教学用棋，还可作为休闲娱乐用棋。

附图说明

图1为本发明的一种多功能智能象棋结构示意图；

图2为本发明的数据采集原理示意图；

图3为本发明的一个采集单元原理示意图；

图4为本发明的棋子结构示意图；

图5为本发明的某个棋子底面的编码图；

图6为本发明的某个棋子底面的编码图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种多功能智能象棋，它包括棋子和棋盘，其特征在于它的采集电路：

(1)各种类型的棋子设有各自的图-磁混合编码；

(2)采集电路用来采集棋子布局，它附在棋盘下，包括磁扫描电路、光电扫描电路、AD转换电路、阈值比较电路和数据传输电路。

在本发明实施例中，图-磁混合编码，磁编码指用霍尔元件检测棋子中嵌入磁铁的磁极，用于区分红黑方，磁铁的N极表示该位为“1”，该棋子为红方棋子，磁铁的S极表示该位为“0”，该棋子为黑方棋子；图编码指棋子底面黑白相间的同心环，用于区分棋子的类型。

在本发明实施例中，用四个光电传感器检测棋子底面相应圆环的编码，采集到每一位编码的电压模拟值，再通过AD转换器转换成八位数字量，然后每位编码的八位数字量与八位比较器的阈值比较，得出该位编码的值，如果是“1”表示该位圆环为黑色，如果是“0”表示该位圆环为白色；四个圆环可以组成四位编码，前三位编码表示棋子的类型，三位编码可以表示八种不同的棋子，而象棋一方只有七种棋子，只需其中的七种编码；第四位编码为奇偶校验码，当前三个圆环有奇数个黑色圆环，则第四个圆环为黑色，否则为白色；如果处理器接收到的图编码奇偶校验不通过，可以调节比较器阈值提高识别的准确率。

在本发明实施例中，采集电路，包括磁扫描电路、光电扫描电路、AD转换电路、阈值比较电路和数据传输电路。

(1)磁扫描电路由霍尔元件组成，用于检测磁铁的磁极，采集磁编码的数字量；

(2)光电扫描电路由四个光电传感器组成，其位置和棋子底面圆环的位置一一对应，检测棋子底面的图编码，采集到每一位编码的电压模拟值；

(3)AD转换电路由AD转换器组成，将采集到每一位编码的电压模拟值转换成八位数值量；

(4)阈值比较电路由八位比较器组成，处理器根据环境中的光照强度调节比较器的阈值，然后每位编码的八位数字量与八位比较器设置的阈值比较，得出该位图编码的值；

(5)数据传输电路是每个棋子的数字量数据由两个并转串移位寄存器转成串行数据后串行传输到处理器。

以下结合附图和具体实施方案对本发明作进一步的说明。

如图1所示，一种多功能智能象棋，包括棋子1和识别单元2，所述棋盘每个置棋点上有一个识别单元2，所述识别单元2识别该置棋点上的棋子图编码和磁编码处理后上传到处理器。

如图2所示数据采集原理示意图，棋盘上共有九十个采集单元，每个采集单元采集的数据通过并转串移位寄存器上传到处理器。

如图3所示一个置棋点的识别单元，包括四个光电传感器、两个霍尔元件、一个多路选择器、一个A/D转换器、一个比较器和两个并转串移位寄存器；所述的四个光电传感器采集到棋子底面图编码的四个电压模拟量，通过多路选择器依次由A/D转换器进行A/D转换成八位数值量，再通过处理器根据环境光照的强度设定的比较器阈值进行比较得出每一个光电传感器采集的相对应编码；所述的两个霍尔元件识别内置棋子中的磁铁极性，得到两位编码；两个霍尔元件采集的两位编码和四个光电传感器采集处理后的四位编码组成六位编码，最后使用并转串移位寄存器把并行数据转成串行数据，传到处理器中。

所述的光电传感器有四个引脚：引脚1接电源，引脚2和引脚3接地，引脚4是信号输出端接多路选择器的输入端。

所述的霍尔元件有三个引脚：引脚1接电源，引脚2接地，引脚3是信号输出端接并转串移位寄存器。

如图4所示智能棋盘的棋子结构，由外壳3、透红外滤光片4、编码图5和磁铁6组成；磁铁6内嵌在棋子内，编码图5贴着磁铁6内置在棋子中，透红外滤光片4外侧与棋子外壳3底部相平，而内侧紧贴编码图5。

所述的磁铁6是圆柱形的，两端是磁极N和S，根据红黑双方放置磁铁6的磁极方向，红方磁铁6的磁极N朝下，黑方磁铁6的磁极S是朝下。

所述的透红外滤光片4是黑色的，光电传感器发射端发射的红外光能透过滤光片4识别图编码，同时滤光片4滤去普通光对图编码识别的干扰。

如图5和6所示某个棋子底面的编码图，每一个圆环表示每一位的图编码；如果某一圆环为黑色，则表示为该位为“1”；如果某一圆环为白色，则表示该位为“0”；四个圆环可以组成四位编码，前三位编码表示棋子的类型，三位编码可以表示八种不同的棋子，而象棋一方只有七种棋子，只需其中的七种编码；第四位编码为奇偶校验码，当前三个圆环有奇数个黑色圆环，则第四个圆环为黑色，否则为白色；如图5所示，前三个圆环有一个黑色，则第四个奇偶校验的圆环是黑色的；如图6所示，前三个圆环有两个黑色的，则第四个奇偶校验的圆环是白色的；如果处理器接收到的图编码奇偶校验不通过，可以调节比较器阈值重新识别图编码，直至奇偶校验通过，提高了图编码识别的准确率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多功能智能象棋，其特征在于，所述智能象棋包括：

具有不同图-磁混合编码的棋子；

设有附在棋盘下的用来采集棋子布局的采集电路，具有图像感应识别阵列和磁感应阵列的棋盘。

2.根据权利要求1所述的智能象棋，其特征在于，图-磁混合编码的棋子由图编码、磁编码和透红外滤光片组成；所述图编码为四个黑白相间的同心圆环，可以产生无向性的四位编码；所述磁编码是在棋子中心放置一块磁铁，将两方棋子内的磁铁按极性相反方向放置，支持棋子与棋盘配合使用时区别棋子所属一方；所述透红外滤光片放置在棋子底面，能透过光电传感器发射的红外光，滤去普通光对图编码识别的干扰。

3.根据权利要求1所述的智能象棋，其特征在于，所述图像感应识别阵列和磁感应阵列的棋盘设有10×9个识别单元，分布在每个置棋点处，每个识别单元由四个光电传感器构成图感应识别单元，由两个霍尔元件构成磁感应识别单元，由一个多路选择器、一个A/D转换器、一个比较器和两个并转串移位寄存器组成综合识别与控制单元。

4.根据权利要求3所述的智能象棋，其特征在于，用四个光电传感器检测棋子底面相应圆环的编码，采集到每一位编码的电压模拟值，再通过AD转换器转换成八位数字量，然后每位编码的八位数字量与八位比较器的阈值比较，得出该位编码的值。

5.根据权利要求1所述的智能象棋，其特征在于，所述采集电路包括磁扫描电路、光电扫描电路、AD转换电路、阈值比较电路和数据传输电路；

磁扫描电路由霍尔元件组成，用于检测磁铁的磁极，采集磁编码的数字量；

光电扫描电路由四个光电传感器组成，其位置和棋子底面圆环的位置一一对应，检测棋子底面的图编码，采集到每一位编码的电压模拟值；

AD转换电路由AD转换器组成，将采集到每一位编码的电压模拟值转换成八位数值量；

阈值比较电路由八位比较器组成，处理器根据环境中的光照强度调节比较器的阈值，然后每位编码的八位数字量与八位比较器设置的阈值比较，得出该位图编码的值；

数据传输电路是每个棋子的数字量数据由两个并转串移位寄存器转成串行数据后串行传输到处理器。

6.根据权利要求5所述的智能象棋，其特征在于，所述智能象棋通过处理器根据环境中的光照强度来调节比较器的阈值。

Images