CN113209599A - 基于机器人交互的对弈方法及系统、设备、可读介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于机器人交互的对弈方法,包括如下步骤S1:采集捕捉棋盘信息,将采集的图像信息传送到云端进行图像识别获得数字化棋盘信息并获得用户落子信息;步骤S2:对交互用户完成棋盘信息的认知与识别;步骤S3:通过语音识别获取对机器人的指令,选择不同的对弈模式;步骤S4:在对弈过程中,通过采集的数字棋盘信息,获得云端AI机器人或者其他对弈用户的落子信息并转换成语音指令发送给前端并播放给用户收听,用户根据声音指令在棋盘上落子;步骤S5:结束对弈流程。本发明还提供了一种基于机器人交互的对弈系统以及对弈设备,通过语音及图像识别技术的集成,让幼儿学习围棋摆脱电子屏幕,直接在一般的纸质棋盘上进行对弈训练及互动练习。
Description
技术领域
本发明涉及机器人交互技术领域,具体地,涉及一种基于机器人交互的对弈方法及系统、设备、可读介质。
背景技术
围棋,一种策略型两人棋类游戏,中国古时称“弈”,西方名称“Go”。流行于东亚国家(中、日、韩、朝),属琴棋书画四艺之一。围棋起源于中国,传为帝尧所作,春秋战国时期即有记载。隋唐时经朝鲜传入日本,流传到欧美各国。围棋蕴含着中华文化的丰富内涵,它是中国文化与文明的体现。对弈,下围棋(分黑白两方,执黑棋方先下,至某方无子可落,以占领棋盘面积较多的一方为胜),引申到象棋,及其他对局。
2016年,阿尔法围棋(AlphaGo)是第一个击败人类职业围棋选手、第一个战胜围棋世界冠军的人工智能机器人,由谷歌(Google)旗下DeepMind公司戴密斯·哈萨比斯领衔的团队开发。其主要工作原理是“深度学习”。现在对于机器人交互的应用很广泛,无论是何种领域都会应用机器人交互以提升智能化程度。但是现目前虽然有AlphaGo、有围棋机器人,但是其对于低龄儿童都不具有教学性,并不能够使得幼儿在没有对局朋友时还能进行围棋训练,即便是可以进行围棋训练,也是面对电子屏幕、电子棋盘,并不利于小朋友的视力保护。
经过检索,专利文献CN207480610U公开了一种围棋机器人系统,包括:机器人、电子棋盘、上子机构以及上位控制终端;机器人、电子棋盘分别与上位控制终端通讯;电子棋盘上设有网格棋盘以及第一传感器,第一传感器设于网格棋盘下方,第一传感器用于检测棋子在网格棋盘中的位置,并将位置信息传输给上位控制终端;上位控制终端根据位置信息生成下棋动作指令,并发送给机器人;机器人包括机器人本体、末端工具以及控制器;末端工具设于机器人本体上;控制器与上位控制终端通讯;上子结构上设有电机、出子模块和棋筒;棋筒用于容纳棋子,电机与控制器连接,控制器控制电机运作而使出子模块将棋筒内的棋子取出至特定取子位置。这主要是通过传感器对棋盘上棋子的感应来进行取子位置,不足之处在于没有一种交互感,并且不适用于幼儿教学。
专利文献CN111590583A公开了一种基于大数据的智能对弈方法,:感应用户所持的第一棋子落在棋盘上的第一区域点;监测机器人所持有的第二棋子落在棋盘上的第二区域点;基于预设对弈数据库,并根据区域点,获取机器人的预设行走信息,并传输到机器人;同时,机器人按照预设行走信息进行行走过程中,对行走的第一区域和第二区域进行激光判断,确定是否有外界物质接入;其中,预设行走信息包括:基于第一区域的预设行走路线以及基于第二区域的预设下棋路线。用以控制机器人按照预设行走信息进行行走,并对行走的第一区域和第二区域进行激光判断。该现有技术的不足之处在于缺乏交流,侧重在于如何进行下棋,而且机器人自己进行控制的话,会有可能伤害到对弈者,同样不适合小朋友。
现有技术中没有针对于幼儿开发设计的对弈方法及系统,现有技术无法满足机器人陪同幼儿下棋时不面对电子屏幕,现有技术也无法满足低龄儿童不会下棋时的指令教学,并且对于小孩子摆不好棋子是如何进行纠正,以及是如何对棋盘进行调整、采集棋盘图像是没有得到解决的。
因此,亟需研发设计一种能够解决上述技术问题的对弈方法及系统。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种基于机器人交互的对弈方法及系统、设备、可读介质,通过语音及图像识别技术的集成,让幼儿学习围棋摆脱电子屏幕,直接在一般的纸质棋盘上进行对弈训练及互动练习。
根据本发明提供的一种基于机器人交互的对弈方法,包括如下步骤:
步骤S1:采集捕捉棋盘信息,将采集的图像信息进行图像识别获得数字棋盘信息并获得用户落子信息;
步骤S2:对交互用户完成棋盘信息的认知与识别;
步骤S3:通过语音识别获取对机器人的指令,选择不同的对弈模式;
步骤S4:在对弈过程中,通过采集的数字棋盘信息,获得落子信息并转换成语音指令,交互用户根据语音指令在棋盘上落子;
步骤S5:结束对弈流程。
优选地,步骤S1中通过在棋盘四角处设置识别标记,使得棋盘信息全部被采集并捕捉。
优选地,步骤S2中通过在每一行和每一列设置可识别的代号定作棋盘坐标,认知与识别相应的棋盘坐标与落子位置。
优选地,步骤S3中不同的对弈模式包括人-人对弈模式和人-机对弈模式;
人-人对弈模式是机器人通过语音提示对方在棋盘上的落子位置,机器人操作者摆放对手的落子,同时走出自己的对应手;
人-机对弈模式是操作者根据机器人语音提示摆放机器人的落子以及走出自己的应对手。
优选地,步骤S3会根据指令选择9路或者13路的人-机对弈或者人-人对弈。
优选地,步骤S4在对弈过程中,如果实际落子位置偏离语音指定落子位置,则发送语音指令调整直至落子位置正确。
优选地,步骤S5中设置认输结束指令和对局输赢自动结束指令。
根据本发明提供的一种基于机器人交互的对弈系统,包括:
模块M1:采集捕捉棋盘信息,通过图像识别将捕捉到的棋盘信息传输至云端服务器调整棋盘位置;
模块M2:对交互用户完成棋盘信息的认知与识别;
模块M3:通过语音识别获取对机器人的指令,选择不同的对弈模式和下棋;
模块M4:在对弈过程中,通过采集捕捉棋盘信息纠正落子位置;
模块M5:结束对弈流程。
根据本发明提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质,计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
根据本发明提供的一种基于机器人交互的对弈设备,包括上述的基于机器人交互的对弈系统或者上述的存储有计算机程序的计算机可读存储介质。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、本发明基于机器人交互的对弈模式,在普通的纸张印刷棋盘上,使用普通棋子实现了没有教师没有家长在场的互动对弈及学习,让幼儿、少年儿童减少了电子屏幕的使用时间,同时也激发了幼儿、少年儿童学习棋类的兴趣。
2、本发明基于机器人交互的对弈系统能替代电子屏幕设备,在传统纸张棋盘上就能实现互动练习。
3、本发明通过标记识别确保棋盘坐标在任何放置角度时都是一致的。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明中基于机器人交互的对弈方法的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示,本发明提供了一种基于机器人交互的对弈方法,包括如下步骤:
步骤S1:采集捕捉棋盘信息,通过图像识别将捕捉到的棋盘信息传输至云端服务器调整棋盘位置;通过在棋盘四角处设置识别标记,使得棋盘信息全部被采集并捕捉。
步骤S2:对交互用户完成棋盘信息的认知与识别;通过在每一行和每一列设置可识别的代号定作棋盘坐标,认知与识别相应的棋盘坐标与落子位置。
步骤S3:通过语音识别获取对机器人的指令,选择不同的对弈模式;不同的对弈模式包括人-人对弈模式和人-机对弈模式;人-人对弈模式是机器人通过语音提示对方在棋盘上的落子位置,机器人操作者摆放对手的落子,同时走出自己的对应手;人-机对弈模式是操作者根据机器人语音提示摆放机器人的落子以及走出自己的应对手,还会根据指令选择9路、13路还是19路围棋类型。
步骤S4:在对弈过程中,通过采集捕捉棋盘信息纠正落子位置;如果实际落子位置偏离语音指定落子位置,则会进行语音指导调整直至落子位置正确。
步骤S5:结束对弈流程,设置认输结束指令和对局输赢自动结束指令。
根据本发明提供的一种基于机器人交互的对弈系统,包括:
模块M1:采集捕捉棋盘信息,通过图像识别将捕捉到的棋盘信息传输至云端服务器调整棋盘位置;
模块M2:对交互用户完成棋盘信息的认知与识别;
模块M3:通过语音识别获取对机器人的指令,选择不同的对弈模式和下棋;
模块M4:在对弈过程中,通过采集捕捉棋盘信息纠正落子位置;
模块M5:结束对弈流程。
根据本发明提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质,计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
根据本发明提供的一种基于机器人交互的对弈设备,包括上述的基于机器人交互的对弈系统或者上述的存储有计算机程序的计算机可读存储介质。
实施例:
通过安装在机器人上的视觉采集器,采集位于机器人前端桌面上的棋盘信息,棋盘是方形形状,棋盘采用纸张棋盘,以保证通过图像识别后无论棋盘如何摆放云端服务器均能够正确获得棋盘的方向及在棋盘上的棋子的坐标。
通过机器人的麦克风采集声音,通过语音识别获取对机器人的各种指令。
将采集的语音及图像数据信息在云端进行处理,根据各种命令进入不同的对弈状态。选择人-人对弈,也就是一人操作的一个机器人与另外一人所操作的机器人进行对弈,机器人通过扬声器播放对方在棋盘上落子的坐标信息,机器人操作者摆放对手的落子,同时走出自己的对应手;
选择人-机对弈,也就是一个人操作一个机器人与云端的服务器进行对弈,操作者根据机器人语音提示摆放机器落子以及走出自己的应对手)。
操作者通过语音开始、中间互动以及结束对弈。
操作者通过语音交互可以在棋盘上完成其他互动训练。
应用场景1:
a.语音提示请小朋友将棋盘放置在设备前方;
b.打开摄像头采集图像,将图像于云端处理系统连接;
c.识别传回的图像,检测棋盘是否摆放正确,如果位置发生偏移,用语音提示请小朋友将棋盘向某一个方向移动;
d.播报语音,请小朋友在某一个坐标上摆放一个棋子;
e.图像识别后,如果没有摆对,请小朋友移动棋子直到正确的位置;
f.在这个过程中,如果小朋友长久把手放置在棋盘上,系统会识别到手并语音提示请小朋友在摆放好棋子以后将手移动到棋盘以外;
g.或者,请小朋友在棋盘上摆放一个棋子,系统识别后将该棋子的坐标语音播报给小朋友。
h.通过重复以上游戏,可以让小朋友正确认识数字,字母及数字字母所组成的坐标点。
应用场景2:
a.设备不大,支持wifi连接网络,3-8岁小朋友不太适合过多使用电子屏幕设备,小朋友可以通过使用这个设备在家上网进行围棋对弈练习;
b.携带方便,在旅途中,可以使用家长手机设置热点连接网络,就可以在任何地方进行9路或者13路围棋对弈练习。同时,与便携式电子设备不同的是,电子设备一般只适合一个人使用,而本设备系统是开放式的,棋盘与传统棋盘相同,全家人可以一起参与。
本领域技术人员知道,除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外,完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以,本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件,而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构;也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种基于机器人交互的对弈方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1:采集捕捉棋盘信息,将采集的图像信息进行图像识别获得数字棋盘信息并获得用户落子信息;
步骤S2:对交互用户完成棋盘信息的认知与识别;
步骤S3:通过语音识别获取对机器人的指令,选择不同的对弈模式;
步骤S4:在对弈过程中,通过采集的数字棋盘信息,获得落子信息并转换成语音指令,指导交互用户根据语音指令在棋盘上落子;
步骤S5:结束对弈流程。
2.根据权利要求1所述的基于机器人交互的对弈方法,其特征在于,所述步骤S1中通过在棋盘四角处设置识别标记,使得棋盘信息全部被采集并捕捉。
3.根据权利要求1所述的基于机器人交互的对弈方法,其特征在于,所述步骤S2中通过在每一行和每一列设置可识别的代号定作棋盘坐标,认知与识别相应的棋盘坐标与落子位置。
4.根据权利要求1所述的基于机器人交互的对弈方法,其特征在于,所述步骤S3中不同的对弈模式包括人-人对弈模式和人-机对弈模式;
所述人-人对弈模式是机器人通过语音提示对方在棋盘上的落子位置,机器人操作者摆放对手的落子,同时走出自己的对应手;
所述人-机对弈模式是操作者根据机器人语音提示摆放机器人的落子以及走出自己的应对手。
5.根据权利要求1所述的基于机器人交互的对弈方法,其特征在于,所述步骤S3会根据指令选择9路或者13路的人-机对弈或者人-人对弈。
6.根据权利要求1所述的基于机器人交互的对弈方法,其特征在于,所述步骤S4在对弈过程中,如果实际落子位置偏离语音指定落子位置,则发送语音指令调整直至落子位置正确。
7.根据权利要求1所述的基于机器人交互的对弈方法,其特征在于,所述步骤S5中设置认输结束指令和对局输赢自动结束指令。
8.一种基于机器人交互的对弈系统,其特征在于,包括:
模块M1:采集捕捉棋盘信息,通过图像识别将捕捉到的棋盘信息传输至云端服务器调整棋盘位置;
模块M2:对交互用户完成棋盘信息的认知与识别;
模块M3:通过语音识别获取对机器人的指令,选择不同的对弈模式和下棋;
模块M4:在对弈过程中,通过采集捕捉棋盘信息纠正落子位置;
模块M5:结束对弈流程。
9.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种基于机器人交互的对弈设备,其特征在于,包括权利要求8所述的基于机器人交互的对弈系统或者权利要求9所述的存储有计算机程序的计算机可读存储介质。
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