CN103566579B

CN103566579B - 一种智能飞行棋机器人系统及实现该飞行棋机器人的方法

Info

Publication number: CN103566579B
Application number: CN201310458082.XA
Authority: CN
Inventors: 彭建盛; 何奇文; 韦庆进; 覃勇; 潘马荣; 黄桂荣
Original assignee: Hechi University
Current assignee: Hechi University
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2016-04-13
Anticipated expiration: 2033-09-30
Also published as: CN103566579A

Abstract

本发明提供一种智能飞行棋机器人系统，包括骰子、棋盘和两个以上机器人，其中：所述两个以上机器人分别包括小车模块、主控器、黑线检测模块、无线模块、语音模块和电源模块；所述骰子包括骰子主控器、三轴加速度模块、无线模块和电源模块，所述电源模块为骰子主控器、三轴加速度模块、无线模块提供电源。本发明还提供一种实现上述智能飞行棋机器人系统的方法，包括以下步骤：A、将棋盘设为黑线条格子；B、通过三轴重力加速模块判断骰子朝上的数字并转化为数字信号，并通过骰子内的无线模块将数字信号发送到机器人无线模块。本发明摆脱了传统数格子和手动移动棋子的玩法，使飞行棋游戏更具有趣味，而且易开发、成本低、易操作、稳定性好。

Description

一种智能飞行棋机器人系统及实现该飞行棋机器人的方法

技术领域

本发明涉及电子玩具领域，特别是涉及一种智能飞行棋机器人系统及实现该飞行棋机器人系统的方法。

背景技术

当前，飞行棋这样的传统游戏逐渐被现代电子游戏所取代。电子游戏教会人们怎样与日益增长的电子世界接轨。当我们不想放弃这些经典的传统游戏时，我们可以开拓思维，结合现有的电子技术将其智能化，并给机器人配乐，使游戏更加充满欢乐和乐趣。国内外出现了很多棋类机器人，其采图像处理的方法、棋盘下放置传感器的方法等，这些都是一种主动的思维。可以变换为让机器人被告知思维。

目前的飞行棋机器人在结构、使用上还存在明显的不足和缺陷，亟待进一步改进，亟需发明一种飞行棋机器人，使其具备语音功能、结构简单、成本低、自动走棋、自动控制、趣味性强、具有很高的高发价值的优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能飞行棋机器人系统及实现该飞行棋机器人的方法，使其具有自动控制、趣味性强、结构简单、成本低的优点，从而克服现有技术的不足。

为解决上述技术问题，本发明一种智能飞行棋机器人系统，包括骰子、棋盘和两个以上机器人，其中：所述两个以上的机器人分别包括小车模块、主控器、黑线检测模块、无线模块、语音模块和电源模块；

所述骰子包括骰子主控器、三轴加速度模块、无线模块和电源模块，所述电源模块为骰子主控器、三轴加速度模块、无线模块提供电源；

所述三轴加速度模块，用于确定骰子朝上的面的数字信号，并通过无线模块将数字信号发送到机器人主控器的无线模块，机器人主控器的无线模块通过将数字信号传输给机器人主控器，机器人主控器根据数字信号执行走棋动作；

所述棋盘上设置黑线格子；

所述黑线检测模块包括红外传感器，所述红外传感器以NE555调制38KHZ信号发射电路和HS-38B接收电路检测所述棋盘的黑线格子，并计算格子数，并将计算结果通过机器人的无线模块传输到机器人主控器，机器人的主控器根据计算结果控制机器人行走；

所述机器人主控器，用于根据骰子传输的数字信号，并根据该数字信号，利用黑线检测模块检测棋盘的线路，控制机器人走棋动作；

所述语音模块，与机器人主控器连接，收集人的语音，播放游戏开始、游戏结束时的语音，并将骰子传输来的点数信号播放；

所述红外传感器分别设置在小车模块的四周底部和小车模块中心的底部位置；

所述两个以上机器人通过无线模块通信连接。

进一步的，所述小车模块包括车架、两个舵机和一个万向轮，所述舵机与所述车架固定连接，所述万向轮与车架可转动连接。

所述骰子主控器、所述三轴加速度模块、所述无线模块和所述电源模块封装在正方体盒子的内部。

所述机器人主控器接收无线模块输出的表征骰子朝上面数字的数字信号，控制机器人按照所述数字走棋，并根据黑线检测模块检测到的黑线数量判断机器人是否走棋完毕；当机器人走棋完毕后，主控器控制语音模块发音，并控制无线模块与另一机器人通信，告知另一机器人本机器人已走棋完毕。

所述红外传感器设置数量为五个，分别设置在机器人的前进方向的左前端、右前端、左后端、右后端的底部位置以及机器人底部中心位置；

设置在机器人左前端的所述红外传感器，判断机器人走棋是否左偏；

设置在机器人右前端的所述红外传感器，判断机器人走棋是否右偏；

分别设置在机器人左后端和右后端的所述红外传感器，相应判断机器人后退时，是否左偏或者右偏；

设置在机器人底部中心位置的红外传感器，判断机器人走棋格数。

所述电源模块采用7.4v聚合物锂电池。

此外，本发明还提供一种实现以上所述智能飞行棋机器人系统的方法，包括以下步骤：

A、将棋盘设为黑线条格子；

B、通过三轴重力加速模块判断骰子朝上的数字并转化为数字信号，并通过骰子内的无线模块将数字信号发送到机器人无线模块；

C、机器人根据上述数字信号和机器人通过黑线检测模块检测棋盘的格子数，执行走棋动作；

D、如此循环，直到其中一个机器人走到终点。

进一步的，所述三轴加速度模块每隔20ms检测一次骰子的状态并转化为对应的数字信号通过无线模块发送到机器人主控器。

采用以上设计后，本发明与现有技术比较有以下益效果：

本发明采用传感器技术、无线通信技术和语音技术，设计出的智能飞行棋机器人系统具有自动识别骰子点数、自动行走到对应的位置、带有人性语音播报的功能。本发明摆脱了传统数格子和手动移动棋子的玩法，使飞行棋游戏更具有趣味，而且易开发、成本低、易操作、稳定性好。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明一种智能飞行棋机器人系统的组成示意图。

图2是本发明智能飞行棋机器人系统的黑线检测模块示意图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明一种智能飞行棋机器人系统，该智能飞行棋机器人系统包括骰子、棋盘和两个以上机器人。

其中，所述两个以上机器人分别包括小车模块、AT89C52主控器、黑线检测模块、无线模块、语音模块和电源模块。主控器分别与小车模块、黑线检测模块、无线模块、语音模块控制连接，电源模块为其他模块提供电源。

小车模块包括车架、两个舵机和一个万向轮，舵机用于控制机器人在转角处旋转90度，并且保证机器人在棋盘格子内平稳行走，避免机器人不断的左转右转和走出棋盘格子界外，小车模块由控制器根据接收骰子传输的信号和黑线检测模块的检测数据，控制小车模块走棋。

黑线检测模块是由NE555产生38KHZ的信号发送到红外发射管D15，如果HS-38B接收到红外光时OUT引脚为高电平。当机器人遇到黑线时，发送的红外光被吸收，HS-38B接收不到信号OUT引脚变为低电平，由此检测黑线并计算棋盘格子数，然后通过无线模块发送到机器人主控器，主控器控制机器人根据黑线模块计算的黑线格子数在棋盘格子内走棋。

骰子包括骰子主控器、三轴加速度模块、无线模块和电源模块，然后密封在一个表面贴有1-6点数的正方体盒子内部。

三轴加速度模块用于判断骰子朝上面的数字，然后将表征该数字的数字信号通过无线模块发给机器人无线模块，机器人无线模块接收到数字信号发给机器人主控器，机器人主控器接收到数字信号后通过主控器控制语音模块进行语音播报骰子的点数，并按照数字信号和黑线检测模块检测棋盘格子数在棋盘内走棋。两个机器人根据主控器的控制，依次判断骰子数值，然后按照骰子通过无线模块传输来的数字信号和黑线模块检测的格子数在棋盘格子内走棋，如此循环，直到有一方行走到终点后结束游戏。

其中，三轴加速度模块最大可感知±16g的加速度，感应精度可达3.9mg/LSB，倾角测量典型误差小于1度。三轴加速度模块的输出值X、Y、Z，在骰子运动时会发生改变，当操作者没动骰子时，三轴加速度模块的输出值X、Y、Z没发生改变时，被机器人判断为无效，不走棋。当X、Y、Z的加速度值分别为1g、0、0时骰子点数为1，为0、1g、0时骰子点数为2，为0、0、1g时骰子点数为3，为0、0、-1g时骰子点数为4，为0、-1g，0时骰子点数为5，为-1g、0、0时骰子点数为6。骰子每转到一个正面朝上就对应数值1-6中的一个，然后通过无线模块把数字信号发送出去，机器人控制器通过无线模块接收该数字信号。

三轴加速度模块检测哪一个水平面朝上时，则把这六组数据与检测到的值进行对比得出就可以得出哪个面朝上了。当“1”朝上时，主控器控制无线模块发送0x01指令，同理，其他5个面水平朝上时发对应的指令。如果不是一个面朝上时则发送0x07指令。每隔20ms检测一次骰子的状态并转化为对应的指令通过无线模块发送出去。机器人的无线模块接收到骰子发来的数字信号，然后判断数据是否为0x07，如果是，则判断骰子已经被抛起来了或者被移动了，然后等待数据不为0x07并且直到为同一个数值，则判断骰子稳定了。机器人通过接收到骰子传输来的数字信号后，判断骰子朝上面的数字，通过黑线检测模块检测棋盘路线，按照所述棋盘上标注的方向行走对应的格数。三轴加速度模块每隔20ms检测一次骰子的状态并转化为对应的数字信号通过无线模块发送到机器人主控器。

骰子不动或者是斜着放时，被认为操作者没抛动骰子，机器人不会走棋。

语音模块是WT588D语音芯片连接AT89C52主控器控制所述机器人进行语音播报。在游戏开始时，第一机器人提示“游戏开始，请抛骰子”，当第一机器人通过机器人主控器识别到操作者抛下的骰子点数是多少时语音播报此次的点数，当第一机器人走完棋后语音提示“我走完了，该你了”，第一机器人与第二机器人通信，轮到第二机器人的时候会提示“你等着”“看我的”，当其中一个机器人到达终点时会播报“我赢了”，并有祝贺声。

机器人与骰子之间，机器人与机器人之间通过无线模进行通信。机器人具有自动识别骰子点数、自动识别操作者是否抛动骰子以及能够模仿人与人下棋时的语音，并能准确的在棋盘内行走相应的格数。

电源模块供电采用的是7.4v聚合物锂电池，从7805输出的5V电压供给AT89C52单片机，舵机和红外收发电路，LM1117-3.3输出的3.3V电压供给语音模块和无线模块。

棋盘由黑线描出格子，以便机器人通过黑线检测模块的红外传感器检测黑线，然后能够顺利到达棋盘的相应位置。棋盘上有“前进五格”，“后退三格”“停一次”的惩罚或者奖励的设计。

具体的讲，本发明智能飞行棋机器人系统在实施智能飞行棋2人对战游戏时，打开第一机器人、第二机器人和骰子的电源开关，然后分别将第一机器人和第二机器人放在棋盘对角的起点。当听到“游戏开始，请抛色子”的语音提示时，由玩家1先扔下骰子，第一机器人检测到骰子面朝上的点数后自动在棋盘行走对应的格数。然后提示玩家2开始抛骰子，第二机器人检测到骰子3面朝上的点数后自动在棋盘行走对应的格数，如此循环，直到一方到达终点为止，先到达终点者胜利。当机器人停在“前进五格”时，黑线检测模块检测得到“前进五格”的文字后，机器人主控器会控制机器人自动再前进五格，当机器人停在“退三格”时，机器人会自动退三格，当机器人停在“停一次”的格子时，机器人会停一次。

请参阅图2所示，本发明智能飞行棋机器人系统的黑线检测模块示意图。机器人前端的红外传感器31检测到黑线时说明机器人已经向左偏，红外传感器32检测到黑线时说明机器人向右偏，然后调整机器人的前进的方向，避免机器人跑出棋盘格子界外。机器人中间的红外传感器33检测到黑线时，说明机器人前进了一格，红外传感器34检测到黑线三次时说明机器人已经后退了三格。当机器人恰好停在“后退3格”位置时，利用红外传感器35和红外传感器36检测黑线并调整机器人后退的方向。

本发明还提供一种实现飞行棋机器人的方法，包括以下步骤：

A、将棋盘设为黑线条格子；

D、如此循环，直到其中一个机器人走到终点。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种智能飞行棋机器人系统，其特征在于包括骰子、棋盘和两个以上机器人，其中：所述两个以上机器人分别包括小车模块、主控器、黑线检测模块、无线模块、语音模块和电源模块；

所述棋盘上设置黑线格子；

所述两个以上的机器人通过无线模块通信连接。

2.根据权利要求1所述一种智能飞行棋机器人系统，其特征在于：

所述小车模块包括车架、两个舵机和一个万向轮，所述舵机与所述车架固定连接，所述万向轮与车架可转动连接。

3.根据权利要求1所述一种智能飞行棋机器人系统，其特征在于：

4.根据权利要求1所述一种智能飞行棋机器人系统，其特征在于：

5.根据权利要求1所述一种智能飞行棋机器人系统，其特征在于：

6.根据权利要求1所述一种智能飞行棋机器人系统，其特征在于：

所述电源模块采用7.4v聚合物锂电池。

7.一种实现权利要求1至权利要求6任一项所述智能飞行棋机器人系统的方法，其特征在于包括以下步骤：

A、将棋盘设为黑线条格子；

D、如此循环，直到其中一个机器人走到终点。

8.根据权利要求7所述一种实现智能飞行棋机器人系统的方法，其特征在于：

所述三轴加速度模块每隔20ms检测一次骰子的状态并转化为对应的数字信号通过无线模块发送到机器人主控器。