CN112791376A - 一种电子棋盘控制器及电子棋盘的实现方法 - Google Patents

一种电子棋盘控制器及电子棋盘的实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电子棋盘控制器及其实现方法，包括三维平台、摄像头、射灯旋转机构、指示射灯，三维平台上侧设有摄像头，摄像头上侧设有射灯旋转机构，射灯旋转机构上设有射灯安装座，射灯安装座上设有指示射灯，三维平台外侧设有喇叭和显示屏，三维平台内部设置有电源、下位机和通讯模块，下位机与电源、通讯模块、射灯旋转机构、指示射灯连接，下位机与摄像头连接，下位机与喇叭和显示屏连接，三维平台一侧设有上位机一，上位机一与通讯模块连接。本发明不仅能够低成本的实现电子棋盘的功能，而且能够有效利用用户自有棋盘，避免浪费。

Description

一种电子棋盘控制器及电子棋盘的实现方法
技术领域
本发明涉及电子棋盘技术领域，具体涉及一种电子棋盘控制器及其实现方法。
背景技术
网络时代，围棋、中国象棋、国际象棋等棋类人机对弈、网络对弈已经成为普遍方式，为棋手带来了很大方便，如：易于找到对弈棋手、棋谱记录、复盘、形势判断、人机对弈、棋力训练等等，但也存在下棋立体感不强、因为不是手持棋子下棋造成下棋体验差、长时间注视电子屏幕造成视觉疲劳以及损伤视力的问题。因此，电子棋盘应运而生。
电子棋盘主要解决两个问题：1.电子棋盘使用者行棋数据的采集上传；2.电脑或移动终端(网络对弈则为远端棋手)行棋位置在电子棋盘上的相应位置指示。目前电子棋盘主要解决方法是在棋盘下方设置感应器件采集行棋数据，在棋盘下方设置指示灯指示对方落子位置，然后由人工代替对方摆放棋子。从而实现人机对弈、网络对弈。
比如公开号为103785164A的中国专利文献，其公开了一种电子围棋盘，该电子围棋盘包括：棋盘面板，具有N个棋位和传感器阵列，传感器阵列由分别设置在该N个棋位下的N个传感器组成，且该N个传感器分别检测该N个棋位是否放置有棋子；另外还带有控制器，该控制器的IO口与该N个传感器相连接，该电子围棋盘是在每个放棋子的位置上都加上传感器，可以感知棋子的位置。该电子围棋盘在每个棋格点下方安装指示灯实现棋子的位置指示功能。该棋盘成本较高，不能有效利用原有棋盘、棋子，不利于电子围棋盘的推广普及。
公开号为105833518A的中国专利文献，其公开了一种触摸式棋盘设备及其操作方法，该专利未在棋盘每个点上安装能够判断棋子位置的传感器，将该任务转移至用户，用户落子之后需要在棋盘上点击落子的行与列，棋盘计算后将坐标上传至客户端。该电子围棋盘在每个棋格点下方安装指示灯实现棋子的位置指示功能。该方法操作繁琐，忽视了用户体验感，不能有效利用原有棋盘、棋子，虽然成本有所降低，但仍较高。
公开号为CN207203416U的中国专利文献，其公开了一种磁感应式智能棋盘，该专利在所述棋盘上设置有棋格及与所述棋格的棋位相适配且与所述控制模块相连接的若干个LED指示灯，棋格上的每个棋位上设置有与所述控制模块相连接的磁传感器，所述棋格的棋位上还设置有若干个棋子，每个所述棋子的底部均设有磁性材料。该方法成本较高，不能有效利用原有棋盘、棋子。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电子棋盘控制器及电子棋盘的实现方法，不仅能够低成本的实现电子棋盘的功能，而且能够有效利用用户自有棋盘，避免浪费。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电子棋盘控制器，包括三维平台、摄像头、射灯旋转机构、指示射灯，三维平台上侧设有摄像头，摄像头上侧设有射灯旋转机构，射灯旋转机构上设有射灯安装座，射灯安装座上设有指示射灯，三维平台外侧设有喇叭和显示屏，三维平台内部设置有电源、下位机和通讯模块，下位机与电源、通讯模块、射灯旋转机构、指示射灯连接，下位机与摄像头连接，下位机与喇叭和显示屏连接，三维平台一侧设有上位机一，上位机一与通讯模块连接；
三维平台包括固定座、X向调整块、Y向调整块和Z向调整块，固定座上侧设有X向调整块，固定座外侧设有X向调整旋钮，X向调整块上侧设有Y向调整块，X向调整块外侧设有Y向调整旋钮，Y向调整块的Z轴导向槽内部设有Z向调整块，Y向调整块外侧设有Z向调整旋钮，Z向调整块上安装摄像头，所述固定座上端处设有X轴导向槽，X向调整块下端设有与X轴导向槽相配合的X轴导向块，X轴导向块下端设有X轴螺母，X轴螺母上设有X轴丝杆，X向调整旋钮与X轴丝杠相连，X向调整块上端处设有Y轴导向槽，Y向调整块下端设有与Y轴导向槽相配合的Y轴导向块，Y轴导向块下端设有Y轴螺母，Y轴螺母上设有Y轴丝杆，Y向调整旋钮与Y轴丝杆相连，Z向调整块内侧设有齿条，Z向调整块一侧设有Z轴导向块，Z向调整旋钮一端设有拨动轮，拨动轮与齿条啮合，通讯模块、下位机、电源位于Y向调整块内部；
射灯旋转机构包括电机一、电机一安装座、电机二、电机二安装座，摄像头上安装电机二，电机二上安装电机二安装座，电机二安装座上安装电机一安装座，电机二的输出轴穿过电机二安装座与电机一安装座直连，电机一安装座后侧安装电机一，电机一安装座后侧安装射灯安装座，电机一的输出轴与射灯安装座直连，下位机与电机一、电机二连接。
进一步，所述三维平台一侧设有上位机二，上位机二与通讯模块、摄像头连接。
进一步，所述电机二下侧设有固定支架，摄像机位于固定支架一侧，固定支架内部设有通讯模块、下位机、电源，固定支架一侧设有上位机一，上位机一与通讯模块连接，固定支架外侧设有喇叭和显示屏，下位机与电源、通讯模块、射灯旋转机构、指示射灯连接，下位机与摄像头连接，下位机与喇叭和显示屏连接。
进一步，所述电机二下侧设有固定支架，摄像头位于固定支架一侧，固定支架一侧设有上位机二，固定支架内部设有电源、下位机和通讯模块，下位机与电源、通讯模块、射灯旋转机构、指示射灯连接，下位机与摄像头连接，上位机二与通讯模块、摄像头连接。
进一步，所述上位机一为电脑或手持终端。
进一步，所述上位机二为电脑或手持终端。
进一步，所述下位机为微控制器。
进一步，所述固定座一侧设有基准线一和参考刻度一，X向调整块一侧设有基准线二，Z向调整块一侧设有参考刻度二。
一种电子棋盘的实现方法，采用上述所述的一种电子棋盘控制器实现，其包括如下步骤：
(1)将电子棋盘控制器放置在棋盘一侧；
(2)定位：
a、在电脑或手持终端应用系统中选择所用棋盘种类和棋盘尺寸规格；棋盘种类包括围棋、中国象棋、国际象棋；棋盘尺寸规格：长/宽/高；
b、棋盘选择完成后，应用系统根据步骤(2)a中所选择棋盘的种类及尺寸计算出该棋盘和摄像头位置定位正确时在摄像头取景图像中显示的边界框，并在应用系统摄像头取景视窗中以四边形框的形状显示出来；该四边形框为定位框；
c、若固定一款棋盘使用，将摄像头、指示射灯机构安装在固定支架上，手动移动固定支架使棋盘边界框在应用系统摄像头取景视窗中与上述定位框重合；若使用多种规格尺寸棋盘，则将摄像头、指示灯机构安装在三维平台上，调整X向调整旋钮、Y向调整旋钮、Z向调整旋钮使棋盘边界框在应用系统摄像头取景视窗中与上述定位框重合；
(3)行棋数据采集，利用摄像头实现行棋数据的采集：
a、根据步骤2中所选择棋盘种类、棋盘尺寸规格，以定位框为基准建立二维坐标系，并计算出定位框中每个棋格点的坐标；
b、建立棋盘、棋子图片库：应用于中国象棋、国际象棋时，将中国象棋或国际象棋棋子按照开局状态摆放在棋盘上，下位机或上位机一或上位机二启动摄像头，读取摄像头视频流，读取照片，根据中国象棋或国际象棋规则，按照步骤(3)a中计算得到的棋格点坐标，在定位框中的棋盘图片中的相应棋格点采集所用各类棋子图片及一个棋格十字图片，图像识别系统根据中国象棋或国际象棋规则识别出上述图片，建立该棋盘、棋子图片库；此步骤仅在首次使用时操作，若不更改棋盘、棋子，之后使用无需再次执行；
c、读取摄像头视频流，按照一定频率读取照片；
d、对读取的照片定位框中信息进行甄别，如前后信息相同则放弃，如有变化则保存；
e、围棋行棋数据：
按照步骤(3)a中计算得到的棋格点坐标，对上述保存图片定位框中每个棋格点提取图像，根据每个棋格点的色值判定棋盘上各棋格点状态，并与保存的前一幅图片比照，根据围棋规则从而获取到行棋数据；
f、中国象棋、国际象棋行棋数据：
按照步骤(3)a中计算得到的棋格点坐标，对上述保存图片定位框中每个棋格点提取图像，将其分别与图片库中图片比对，判定每个棋格点状态：棋格十字；棋子颜色以及棋子种类；然后与保存的前一幅图片比照，根据中国象棋或国际象棋规则，从而获取行棋数据；
(4)行棋位置指示，利用指示射灯实现行棋位置指示；
a、以指示射灯和定位框为基准建立三维坐标系；
b、应用系统把对方落子位置坐标传给微控制器系统，控制系统把落子位置数据根据三维坐标系按照算法换算为X向旋转角度、Y向旋转角度，控制射灯指示机构中的电机一、电机二转动，带动射灯指示机构上的指示射灯指向棋盘上的位置；应用于围棋时，指示射灯指向棋盘上单个点；应用于中国象棋、国际象棋时指示射灯顺序指向起始点、落子点。
进一步，用户可以自备木质棋盘，国际象棋棋子是平面棋子。
本发明具有以下有益效果：一种电子棋盘控制器及电子棋盘的实现方法，不仅能够低成本的实现电子棋盘的功能，而且能够有效利用用户自有棋盘，避免浪费。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图一；
图2是本发明的整体结构示意图二；
图3是本发明的整体结构示意图三；
图4是本发明的整体结构示意图四；
图5是实施例1的结构示意图；
图6是实施例2的结构示意图；
图7是实施例3的结构示意图；
图8是实施例4的结构示意图；
图9是实施例1、实施例3的控制原理图；
图10是实施例2、实施例4的控制原理图；
图11是X轴导向槽的结构图；
图12是X轴丝杆的结构图；
图13是Y轴导向槽的结构图；
图14是X轴丝杆的结构图；
图15是齿条的结构图；
图16是五子棋盘结构图；
图17是象棋棋盘结构图；
图18是国际跳棋棋盘结构图。
其中：1、摄像头，2、射灯安装座，3、指示射灯，4、喇叭，5、显示屏，6、电源，7、下位机，8、通讯模块，9、上位机一，10、固定座，11、X向调整块，12、Y向调整块，13、Z向调整块，14、X向调整旋钮，15、Y向调整旋钮，16、基准线二，17、参考刻度二，18、Z向调整旋钮，19、X轴导向槽，20、X轴导向块，21、X轴螺母，22、X轴丝杆，23、Y轴导向槽，24、Y轴导向块，25、Y轴螺母，26、Y轴丝杆，27、齿条，28、Z轴导向块，29、拨动轮，30、电机一，31、电机一安装座，32、电机二，33、电机二安装座，34、上位机二，35、基准线一，36、参考刻度一，37、棋盘，38、固定支架。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
如图1、2、9、11、12、13、14、15、16、17、18所示，一种电子棋盘控制器，包括三维平台、摄像头1、射灯旋转机构、指示射灯3，三维平台上侧设有摄像头1，摄像头1上侧设有射灯旋转机构，射灯旋转机构上设有射灯安装座2，射灯安装座2上设有指示射灯3，三维平台外侧设有喇叭4和显示屏5，三维平台内部设置有电源6、下位机7和通讯模块8，下位机7与电源6、通讯模块8、射灯旋转机构、指示射灯3连接，下位机7与摄像头1连接，下位机7与喇叭4和显示屏5连接，三维平台一侧设有上位机一9，上位机一9与通讯模块8连接；
三维平台包括固定座10、X向调整块11、Y向调整块12和Z向调整块13，固定座10上侧设有X向调整块11，固定座10外侧设有X向调整旋钮14，X向调整块11上侧设有Y向调整块12，X向调整块11外侧设有Y向调整旋钮15，Y向调整块12的Z轴导向槽内部设有Z向调整块13，Y向调整块12外侧设有Z向调整旋钮18，Z向调整块13上安装摄像头1，固定座10上端处设有X轴导向槽19，X向调整块11下端设有与X轴导向槽19相配合的X轴导向块20，X轴导向块20下端设有X轴螺母21，X轴螺母21上设有X轴丝杆22，X向调整旋钮14与X轴丝杠22相连，X向调整块11上端处设有Y轴导向槽23，Y向调整块12下端设有与Y轴导向槽23相配合的Y轴导向块24，Y向导向块12下端设有Y轴螺母25，Y轴螺母25上设有Y轴丝杆26，Y向调整旋钮15与Y轴丝杆26相连，Z向调整块13内侧设有齿条27，Z向调整块13一侧设有Z轴导向块28，Z向调整旋钮18一端设有拨动轮29，拨动轮29与齿条27啮合，通讯模块8、下位机7、电源6位于Y向调整块12内部；
射灯旋转机构包括电机一30、电机一安装座31、电机二32和电机二安装座33，摄像头1上安装电机二32，电机二32上安装电机二安装座33，电机二安装座33上安装电机一安装座31，电机二32的输出轴穿过电机二安装座33与电机一安装座31直连，电机一安装座31后侧安装电机一30，电机一安装座31后侧安装射灯安装座2，电机一30的输出轴与指示射灯安装座2直连，下位机7与电机一30、电机二32连接。
所述上位机一9为电脑或手持终端。
所述下位机7为微控制器。
所述固定座10一侧设有基准线一35和参考刻度一36，X向调整块11一侧设有基准线二37，Z向调整块13一侧设有参考刻度二38。
一种电子棋盘的实现方法，采用以上所述的一种电子棋盘控制器实现，其包括如下步骤：
(1)将电子棋盘控制器放置在棋盘一侧；
(2)定位：
a、在电脑或手持终端应用系统中选择所用棋盘种类和棋盘尺寸规格；棋盘种类包括围棋、中国象棋、国际象棋；棋盘尺寸规格：长/宽/高；
b、棋盘选择完成后，应用系统根据步骤(2)a中所选择棋盘的种类及尺寸计算出该棋盘和摄像头位置定位正确时在摄像头取景图像中显示的边界框，并在应用系统摄像头取景视窗中以四边形框的形状显示出来；该四边形框为定位框；
c、若使用多种规格尺寸棋盘，则将摄像头、指示灯机构安装在三维平台上，调整X向调整旋钮、Y向调整旋钮、Z向调整旋钮使棋盘边界框在应用系统摄像头取景视窗中与上述定位框重合；
(3)行棋数据采集，利用摄像头实现行棋数据的采集：
a、根据步骤2中所选择棋盘种类、棋盘尺寸规格，以定位框为基准建立二维坐标系，并计算出定位框中每个棋格点的坐标；
b、建立棋盘、棋子图片库：应用于中国象棋、国际象棋时，将中国象棋或国际象棋棋子按照开局状态摆放在棋盘上，下位机启动摄像头，读取摄像头视频流，读取照片，根据中国象棋或国际象棋规则，按照步骤(3)a中计算得到的棋格点坐标，在定位框中的棋盘图片中的相应棋格点采集所用各类棋子图片及一个棋格十字图片，图像识别系统根据中国象棋或国际象棋规则识别出上述图片，建立该棋盘、棋子图片库；此步骤仅在首次使用时操作，若不更改棋盘、棋子，之后使用无需再次执行；
c、读取摄像头视频流，按照一定频率读取照片；
d、对读取的照片定位框中信息进行甄别，如前后信息相同则放弃，如有变化则保存；
e、围棋行棋数据：
按照步骤(3)a中计算得到的棋格点坐标，对上述保存图片定位框中每个棋格点提取图像，根据每个棋格点的色值判定棋盘上各棋格点状态，并与保存的前一幅图片比照，根据围棋规则从而获取到行棋数据；
f、中国象棋、国际象棋行棋数据：
按照步骤(3)a中计算得到的棋格点坐标，对上述保存图片定位框中每个棋格点提取图像，将其分别与图片库中图片比对，判定每个棋格点状态：棋格十字；棋子颜色以及棋子种类；然后与保存的前一幅图片比照，根据中国象棋或国际象棋规则，从而获取行棋数据；
(4)行棋位置指示，利用指示射灯实现行棋位置指示；
a、以指示射灯和定位框为基准建立三维坐标系；
b、应用系统把对方落子位置坐标传给微控制器系统，控制系统把落子位置数据根据三维坐标系按照算法换算为X向旋转角度、Y向旋转角度，控制射灯指示机构中的电机一、电机二转动，带动射灯指示机构上的指示射灯指向棋盘上的位置；应用于围棋时，指示射灯指向棋盘上单个点；应用于中国象棋、国际象棋时指示射灯顺序指向起始点、落子点。
用户可以自备木质棋盘，国际象棋棋子是平面棋子。
实施例2
如图2、6、10、11、12、13、14、15、16、17、18所示，一种电子棋盘控制器，包括三维平台、摄像头1、射灯旋转机构、指示射灯3，三维平台上侧设有摄像头1，摄像头1上侧设有射灯旋转机构，射灯旋转机构上设有射灯安装座2，射灯安装座2上设有指示射灯3，三维平台内部设置有电源6、下位机7和通讯模块8，下位机7与电源6、通讯模块8、射灯旋转机构、指示射灯3连接；
三维平台包括固定座10、X向调整块11、Y向调整块12和Z向调整块13，固定座10上侧设有X向调整块11，固定座10外侧设有X向调整旋钮14，X向调整块11上侧设有Y向调整块12，X向调整块11外侧设有Y向调整旋钮15，Y向调整块12的Z轴导向槽内部设有Z向调整块13，Y向调整块12外侧设有Z向调整旋钮18，Z向调整块13上安装摄像头1，固定座10上端处设有X轴导向槽19，X向调整块11下端设有与X轴导向槽19相配合的X轴导向块20，X轴导向块20下端设有X轴螺母21，X轴螺母21上设有X轴丝杆22，X向调整旋钮14与X轴丝杠22相连，X向调整块11上端处设有Y轴导向槽23，Y向调整块12下端设有与Y轴导向槽23相配合的Y轴导向块24，Y向导向块12下端设有Y轴螺母25，Y轴螺母25上设有Y轴丝杆26，Y向调整旋钮15与Y轴丝杆26相连，Z向调整块13内侧设有齿条27，Z向调整块13一侧设有Z轴导向块28，Z向调整旋钮18一端设有拨动轮29，拨动轮29与齿条27啮合，通讯模块8、下位机7、电源6位于Y向调整块12内部；
射灯旋转机构包括电机一30、电机一安装座31、电机二32和电机二安装座33，摄像头1上安装电机二32，电机二32上安装电机二安装座33，电机二安装座33上安装电机一安装座31，电机二32的输出轴穿过电机二安装座33与电机一安装座31直连，电机一安装座31后侧安装电机一30，电机一安装座31后侧安装射灯安装座2，电机一30的输出轴与指示射灯安装座2直连，下位机7与电机一30、电机二32连接。
所述三维平台一侧设有上位机二34，上位机二34与通讯模块8、摄像头1连接。
所述上位机二34为电脑或手持终端。
所述下位机7为微控制器。
所述固定座10一侧设有基准线一35和参考刻度一36，X向调整块11一侧设有基准线二37，Z向调整块13一侧设有参考刻度二38。
一种电子棋盘的实现方法，采用以上所述的一种电子棋盘控制器实现，其包括如下步骤：
(1)将电子棋盘控制器放置在棋盘一侧；
(2)定位：
a、在电脑或手持终端应用系统中选择所用棋盘种类和棋盘尺寸规格；棋盘种类包括围棋、中国象棋、国际象棋；棋盘尺寸规格：长/宽/高；
b、棋盘选择完成后，应用系统根据步骤(2)a中所选择棋盘的种类及尺寸计算出该棋盘和摄像头位置定位正确时在摄像头取景图像中显示的边界框，并在应用系统摄像头取景视窗中以四边形框的形状显示出来；该四边形框为定位框；
c、若使用多种规格尺寸棋盘，则将摄像头、指示灯机构安装在三维平台上，调整X向调整旋钮、Y向调整旋钮、Z向调整旋钮使棋盘边界框在应用系统摄像头取景视窗中与上述定位框重合；
(3)行棋数据采集，利用摄像头实现行棋数据的采集：
a、根据步骤2中所选择棋盘种类、棋盘尺寸规格，以定位框为基准建立二维坐标系，并计算出定位框中每个棋格点的坐标；
b、建立棋盘、棋子图片库：应用于中国象棋、国际象棋时，将中国象棋或国际象棋棋子按照开局状态摆放在棋盘上，上位机二启动摄像头，读取摄像头视频流，读取照片，根据中国象棋或国际象棋规则，按照步骤(3)a中计算得到的棋格点坐标，在定位框中的棋盘图片中的相应棋格点采集所用各类棋子图片及一个棋格十字图片，图像识别系统根据中国象棋或国际象棋规则识别出上述图片，建立该棋盘、棋子图片库；此步骤仅在首次使用时操作，若不更改棋盘、棋子，之后使用无需再次执行；
c、读取摄像头视频流，按照一定频率读取照片；
d、对读取的照片定位框中信息进行甄别，如前后信息相同则放弃，如有变化则保存；
e、围棋行棋数据：
按照步骤(3)a中计算得到的棋格点坐标，对上述保存图片定位框中每个棋格点提取图像，根据每个棋格点的色值判定棋盘上各棋格点状态，并与保存的前一幅图片比照，根据围棋规则从而获取到行棋数据；
f、中国象棋、国际象棋行棋数据：
按照步骤(3)a中计算得到的棋格点坐标，对上述保存图片定位框中每个棋格点提取图像，将其分别与图片库中图片比对，判定每个棋格点状态：棋格十字；棋子颜色以及棋子种类；然后与保存的前一幅图片比照，根据中国象棋或国际象棋规则，从而获取行棋数据；
(4)行棋位置指示，利用指示射灯实现行棋位置指示；
a、以指示射灯和定位框为基准建立三维坐标系；
b、应用系统把对方落子位置坐标传给微控制器系统，控制系统把落子位置数据根据三维坐标系按照算法换算为X向旋转角度、Y向旋转角度，控制射灯指示机构中的电机一、电机二转动，带动射灯指示机构上的指示射灯指向棋盘上的位置；应用于围棋时，指示射灯指向棋盘上单个点；应用于中国象棋、国际象棋时指示射灯顺序指向起始点、落子点。
用户可以自备木质棋盘，国际象棋棋子是平面棋子。
实施例3
如图3、7、9、11、12、13、14、15、16、17、18所示，一种电子棋盘控制器，包括摄像头1、射灯旋转机构、指示射灯，摄像头1上侧设有射灯旋转机构，射灯旋转机构上设有射灯安装座2，射灯安装座2上设有指示射灯3；
射灯旋转机构包括电机一30、电机一安装座31、电机二32和电机二安装座33，摄像头1上安装电机二32，电机二32上安装电机二安装座33，电机二安装座33上安装电机一安装座31，电机二32的输出轴穿过电机二安装座33与电机一安装座31直连，电机一安装座31后侧安装电机一30，电机一安装座31后侧安装射灯安装座2，电机一30的输出轴与指示射灯安装座2直连，下位机7与电机一30、电机二32连接。
所述电机二32下侧设有固定支架38，摄像机1位于固定支架38一侧，固定支架38内部设有通讯模块8、下位机7、电源6，固定支架38一侧设有上位机一9，上位机一9与通讯模块8连接，固定支架38外侧设有喇叭4和显示屏5，下位机7与电源6、通讯模块8、射灯旋转机构、指示射灯3连接，下位机7与摄像头1连接，下位机7与喇叭4和显示屏5连接。
所述上位机一9为电脑或手持终端。
所述下位机7为微控制器。
一种电子棋盘的实现方法，采用以上所述的一种电子棋盘控制器实现，其包括如下步骤：
(1)将电子棋盘控制器放置在棋盘一侧；
(2)定位：
a、在电脑或手持终端应用系统中选择所用棋盘种类和棋盘尺寸规格；棋盘种类包括围棋、中国象棋、国际象棋；棋盘尺寸规格：长/宽/高；
b、棋盘选择完成后，应用系统根据步骤(2)a中所选择棋盘的种类及尺寸计算出该棋盘和摄像头位置定位正确时在摄像头取景图像中显示的边界框，并在应用系统摄像头取景视窗中以四边形框的形状显示出来；该四边形框为定位框；
c、若固定一款棋盘使用，将摄像头、指示射灯机构安装在固定支架上，手动移动固定支架使棋盘边界框在应用系统摄像头取景视窗中与上述定位框重合；
(3)行棋数据采集，利用摄像头实现行棋数据的采集：
a、根据步骤2中所选择棋盘种类、棋盘尺寸规格，以定位框为基准建立二维坐标系，并计算出定位框中每个棋格点的坐标；
b、建立棋盘、棋子图片库：应用于中国象棋、国际象棋时，将中国象棋或国际象棋棋子按照开局状态摆放在棋盘上，下位机启动摄像头，读取摄像头视频流，读取照片，根据中国象棋或国际象棋规则，按照步骤(3)a中计算得到的棋格点坐标，在定位框中的棋盘图片中的相应棋格点采集所用各类棋子图片及一个棋格十字图片，图像识别系统根据中国象棋或国际象棋规则识别出上述图片，建立该棋盘、棋子图片库；此步骤仅在首次使用时操作，若不更改棋盘、棋子，之后使用无需再次执行；
c、读取摄像头视频流，按照一定频率读取照片；
d、对读取的照片定位框中信息进行甄别，如前后信息相同则放弃，如有变化则保存；
e、围棋行棋数据：
按照步骤(3)a中计算得到的棋格点坐标，对上述保存图片定位框中每个棋格点提取图像，根据每个棋格点的色值判定棋盘上各棋格点状态，并与保存的前一幅图片比照，根据围棋规则从而获取到行棋数据；
f、中国象棋、国际象棋行棋数据：
按照步骤(3)a中计算得到的棋格点坐标，对上述保存图片定位框中每个棋格点提取图像，将其分别与图片库中图片比对，判定每个棋格点状态：棋格十字；棋子颜色以及棋子种类；然后与保存的前一幅图片比照，根据中国象棋或国际象棋规则，从而获取行棋数据；
(4)行棋位置指示，利用指示射灯实现行棋位置指示；
a、以指示射灯和定位框为基准建立三维坐标系；
b、应用系统把对方落子位置坐标传给微控制器系统，控制系统把落子位置数据根据三维坐标系按照算法换算为X向旋转角度、Y向旋转角度，控制射灯指示机构中的电机一、电机二转动，带动射灯指示机构上的指示射灯指向棋盘上的位置；应用于围棋时，指示射灯指向棋盘上单个点；应用于中国象棋、国际象棋时指示射灯顺序指向起始点、落子点。
用户可以自备木质棋盘，国际象棋棋子是平面棋子。
实施例4
如图4、8、10、11、12、13、14、15、16、17、18所示，一种电子棋盘控制器，包括摄像头1、射灯旋转机构、指示射灯，摄像头1上侧设有射灯旋转机构，射灯旋转机构上设有射灯安装座2，射灯安装座2上设有指示射灯3；
射灯旋转机构包括电机一30、电机一安装座31、电机二32和电机二安装座33，摄像头1上安装电机二32，电机二32上安装电机二安装座33，电机二安装座33上安装电机一安装座31，电机二32的输出轴穿过电机二安装座33与电机一安装座31直连，电机一安装座31后侧安装电机一30，电机一安装座31后侧安装射灯安装座2，电机一30的输出轴与指示射灯安装座2直连，下位机7与电机一30、电机二32连接。
所述电机二下侧设有固定支架38，摄像头1位于固定支架38一侧，固定支架38一侧设有上位机二34，固定支架38内部设有电源6、下位机7和通讯模块8，下位机7与电源6、通讯模块8、射灯旋转机构、指示射灯3连接，上位机二34与通讯模块8、摄像头1连接。
所述上位机二34为电脑或手持终端。
所述下位机7为微控制器。
一种电子棋盘的实现方法，采用以上所述的一种电子棋盘控制器实现，其包括如下步骤：
(1)将电子棋盘控制器放置在棋盘一侧；
(2)定位：
a、在电脑或手持终端应用系统中选择所用棋盘种类和棋盘尺寸规格；棋盘种类包括围棋、中国象棋、国际象棋；棋盘尺寸规格：长/宽/高；
b、棋盘选择完成后，应用系统根据步骤(2)a中所选择棋盘的种类及尺寸计算出该棋盘和摄像头位置定位正确时在摄像头取景图像中显示的边界框，并在应用系统摄像头取景视窗中以四边形框的形状显示出来；该四边形框为定位框；
c、若固定一款棋盘使用，将摄像头、指示射灯机构安装在固定支架上，手动移动固定支架使棋盘边界框在应用系统摄像头取景视窗中与上述定位框重合；
(3)行棋数据采集，利用摄像头实现行棋数据的采集：
a、根据步骤2中所选择棋盘种类、棋盘尺寸规格，以定位框为基准建立二维坐标系，并计算出定位框中每个棋格点的坐标；
b、建立棋盘、棋子图片库：应用于中国象棋、国际象棋时，将中国象棋或国际象棋棋子按照开局状态摆放在棋盘上，上位机二启动摄像头，读取摄像头视频流，读取照片，根据中国象棋或国际象棋规则，按照步骤(3)a中计算得到的棋格点坐标，在定位框中的棋盘图片中的相应棋格点采集所用各类棋子图片及一个棋格十字图片，图像识别系统根据中国象棋或国际象棋规则识别出上述图片，建立该棋盘、棋子图片库；此步骤仅在首次使用时操作，若不更改棋盘、棋子，之后使用无需再次执行；
c、读取摄像头视频流，按照一定频率读取照片；
d、对读取的照片定位框中信息进行甄别，如前后信息相同则放弃，如有变化则保存；
e、围棋行棋数据：
按照步骤(3)a中计算得到的棋格点坐标，对上述保存图片定位框中每个棋格点提取图像，根据每个棋格点的色值判定棋盘上各棋格点状态，并与保存的前一幅图片比照，根据围棋规则从而获取到行棋数据；
f、中国象棋、国际象棋行棋数据：
按照步骤(3)a中计算得到的棋格点坐标，对上述保存图片定位框中每个棋格点提取图像，将其分别与图片库中图片比对，判定每个棋格点状态：棋格十字；棋子颜色以及棋子种类；然后与保存的前一幅图片比照，根据中国象棋或国际象棋规则，从而获取行棋数据；
(4)行棋位置指示，利用指示射灯实现行棋位置指示；
a、以指示射灯和定位框为基准建立三维坐标系；
b、应用系统把对方落子位置坐标传给微控制器系统，控制系统把落子位置数据根据三维坐标系按照算法换算为X向旋转角度、Y向旋转角度，控制射灯指示机构中的电机一、电机二转动，带动射灯指示机构上的指示射灯指向棋盘上的位置；应用于围棋时，指示射灯指向棋盘上单个点；应用于中国象棋、国际象棋时指示射灯顺序指向起始点、落子点。
用户可以自备木质棋盘，国际象棋棋子是平面棋子。
本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.一种电子棋盘控制器，其特征在于，包括三维平台、摄像头、射灯旋转机构、指示射灯，三维平台上侧设有摄像头，摄像头上侧设有射灯旋转机构，射灯旋转机构上设有射灯安装座，射灯安装座上设有指示射灯，三维平台外侧设有喇叭和显示屏，三维平台内部设置有电源、下位机和通讯模块，下位机与电源、通讯模块、射灯旋转机构、指示射灯连接，下位机与摄像头连接，下位机与喇叭和显示屏连接，三维平台一侧设有上位机一，上位机一与通讯模块连接；
三维平台包括固定座、X向调整块、Y向调整块和Z向调整块，固定座上侧设有X向调整块，固定座外侧设有X向调整旋钮，X向调整块上侧设有Y向调整块，X向调整块外侧设有Y向调整旋钮，Y向调整块的Z轴导向槽内部设有Z向调整块，Y向调整块外侧设有Z向调整旋钮，Z向调整块上安装摄像头，所述固定座上端处设有X轴导向槽，X向调整块下端设有与X轴导向槽相配合的X轴导向块，X轴导向块下端设有X轴螺母，X轴螺母上设有X轴丝杆，X向调整旋钮与X轴丝杠相连，X向调整块上端处设有Y轴导向槽，Y向调整块下端设有与Y轴导向槽相配合的Y轴导向块，Y轴导向块下端设有Y轴螺母，Y轴螺母上设有Y轴丝杆，Y向调整旋钮与Y轴丝杆相连，Z向调整块内侧设有齿条，Z向调整块一侧设有Z轴导向块，Z向调整旋钮一端设有拨动轮，拨动轮与齿条啮合，通讯模块、下位机、电源位于Y向调整块内部；
射灯旋转机构包括电机一、电机一安装座、电机二、电机二安装座，摄像头上安装电机二，电机二上安装电机二安装座，电机二安装座上安装电机一安装座，电机二的输出轴穿过电机二安装座与电机一安装座直连，电机一安装座后侧安装电机一，电机一安装座后侧安装射灯安装座，电机一的输出轴与射灯安装座直连，下位机与电机一、电机二连接。
2.根据权利要求1所述的一种电子棋盘控制器，其特征在于：所述三维平台一侧设有上位机二，上位机二与通讯模块、摄像头连接。
3.根据权利要求1所述的一种电子棋盘控制器，其特征在于：所述电机二下侧设有固定支架，摄像机位于固定支架一侧，固定支架内部设有通讯模块、下位机、电源，固定支架一侧设有上位机一，上位机一与通讯模块连接，固定支架外侧设有喇叭和显示屏，下位机与电源、通讯模块、射灯旋转机构、指示射灯连接，下位机与摄像头连接，下位机与喇叭和显示屏连接。
4.根据权利要求1所述的一种电子棋盘控制器，其特征在于：所述电机二下侧设有固定支架，摄像头位于固定支架一侧，固定支架一侧设有上位机二，固定支架内部设有电源、下位机和通讯模块，下位机与电源、通讯模块、射灯旋转机构、指示射灯连接，下位机与摄像头连接，上位机二与通讯模块、摄像头连接。
5.根据权利要求1或4所述的一种电子棋盘控制器，其特征在于：所述上位机一为电脑或手持终端。
6.根据权利要求1所述的一种电子棋盘控制器，其特征在于：所述上位机二为电脑或手持终端。
7.根据权利要求1所述的一种电子棋盘控制器，其特征在于：所述下位机为微控制器。
8.根据权利要求1所述的一种电子棋盘控制器，其特征在于：所述固定座一侧设有基准线一和参考刻度一，X向调整块一侧设有基准线二，Z向调整块一侧设有参考刻度二。
9.一种电子棋盘的实现方法，其特征在于，采用权利要求1-6中任一项所述的一种电子棋盘控制器实现，其包括如下步骤：
(1)将电子棋盘控制器放置在棋盘一侧；
(2)定位：
a、在电脑或手持终端应用系统中选择所用棋盘种类和棋盘尺寸规格；棋盘种类包括围棋、中国象棋、国际象棋；棋盘尺寸规格：长/宽/高；
b、棋盘选择完成后，应用系统根据步骤(2)a中所选择棋盘的种类及尺寸计算出该棋盘和摄像头位置定位正确时在摄像头取景图像中显示的边界框，并在应用系统摄像头取景视窗中以四边形框的形状显示出来；该四边形框为定位框；
c、若固定一款棋盘使用，将摄像头、指示射灯机构安装在固定支架上，手动移动固定支架使棋盘边界框在应用系统摄像头取景视窗中与上述定位框重合；若使用多种规格尺寸棋盘，则将摄像头、指示灯机构安装在三维平台上，调整X向调整旋钮、Y向调整旋钮、Z向调整旋钮使棋盘边界框在应用系统摄像头取景视窗中与上述定位框重合；
(3)行棋数据采集，利用摄像头实现行棋数据的采集：
a、根据步骤2中所选择棋盘种类、棋盘尺寸规格，以定位框为基准建立二维坐标系，并计算出定位框中每个棋格点的坐标；
b、建立棋盘、棋子图片库：应用于中国象棋、国际象棋时，将中国象棋或国际象棋棋子按照开局状态摆放在棋盘上，下位机或上位机二启动摄像头，读取摄像头视频流，读取照片，根据中国象棋或国际象棋规则，按照步骤(3)a中计算得到的棋格点坐标，在定位框中的棋盘图片中的相应棋格点采集所用各类棋子图片及一个棋格十字图片，图像识别系统根据中国象棋或国际象棋规则识别出上述图片，建立该棋盘、棋子图片库；此步骤仅在首次使用时操作，若不更改棋盘、棋子，之后使用无需再次执行；
c、读取摄像头视频流，按照一定频率读取照片；
d、对读取的照片定位框中信息进行甄别，如前后信息相同则放弃，如有变化则保存；
e、围棋行棋数据：
按照步骤(3)a中计算得到的棋格点坐标，对上述保存图片定位框中每个棋格点提取图像，根据每个棋格点的色值判定棋盘上各棋格点状态，并与保存的前一幅图片比照，根据围棋规则从而获取到行棋数据；
f、中国象棋、国际象棋行棋数据：
按照步骤(3)a中计算得到的棋格点坐标，对上述保存图片定位框中每个棋格点提取图像，将其分别与图片库中图片比对，判定每个棋格点状态：棋格十字；棋子颜色以及棋子种类；然后与保存的前一幅图片比照，根据中国象棋或国际象棋规则，从而获取行棋数据；
(4)行棋位置指示，利用指示射灯实现行棋位置指示；
a、以指示射灯和定位框为基准建立三维坐标系；
b、应用系统把对方落子位置坐标传给微控制器系统，控制系统把落子位置数据根据三维坐标系按照算法换算为X向旋转角度、Y向旋转角度，控制射灯指示机构中的电机一、电机二转动，带动射灯指示机构上的指示射灯指向棋盘上的位置；应用于围棋时，指示射灯指向棋盘上单个点；应用于中国象棋、国际象棋时指示射灯顺序指向起始点、落子点。
10.根据权利要求1所述的一种电子棋盘的实现方法，其特征在于：用户可以自备木质棋盘，国际象棋棋子是平面棋子。
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