KR20150135005A - 스마트 장기 로봇 - Google Patents

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KR20150135005A
KR20150135005A KR1020140062608A KR20140062608A KR20150135005A KR 20150135005 A KR20150135005 A KR 20150135005A KR 1020140062608 A KR1020140062608 A KR 1020140062608A KR 20140062608 A KR20140062608 A KR 20140062608A KR 20150135005 A KR20150135005 A KR 20150135005A
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천승환
박영학
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(주)도울정보기술
박영학
천승환
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    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • A63F3/02—Chess; Similar board games

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  • Multimedia (AREA)
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Abstract

본 발명은 장기로봇을 개시한다. 본 발명은, 베이스와, 상기 베이스의 면적보다 작게 형성되며, 적어도 하나 이상의 장기알이 놓여지는 장기판과, 외부에 설치되어 상기 장기판 상의 상기 각 장기알을 움직이는 로봇암과, 외부에 설치되어 상기 베이스 및 상기 장기판을 촬영하고, 상기 장기판 상의 상기 각 장기알의 위치를 촬영하는 촬영부와, 상기 촬영부로부터 촬영된 영상을 통하여 상기 장기판 상의 상기 각 장기알의 위치를 산출하고, 산출된 상기 각 장기알의 위치를 근거로 기 설정된 루트 중 하나를 선택하여 상기 복수개의 장기알 중 하나를 선택하여 이동시키도록 상기 로봇암을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

스마트 장기 로봇{Smart janggi robot}
본 발명은 장기 로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 장기 로봇에 관한 것이다.
장기는 여러 가지 장기알을 통하여 승부를 가르는 경기이다. 장기와 같은 경기는 다양한 장소에서 수행될 수 있으며, 다양한 형태의 전술이 응용될 수 있다. 이러한 장기는 일반적으로 사람과 사람이 겨루는 경기이나 컴퓨터 공학 등과 같은 기술의 발달로 로봇을 통하여 사람과 기계가 겨루기도 한다. 특히 장기와 유사한 체스의 경우는 슈퍼컴퓨터와 사람이 경기를 치르기도 하고, 승패가 갈리기도 한다.
상기와 같은 장기는 일반적으로 상대방이 있어서 경기가 성립될 수 있다. 특히 상대방이 있는 경우에 재미가 더 커질 수 있으며, 공정한 경쟁을 통하여 승자를 가림으로써 선수에게 성취감과 만족감을 부여할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 장기 로봇을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면은, 베이스와, 상기 베이스의 면적보다 작게 형성되며, 적어도 하나 이상의 장기알이 놓여지는 장기판과, 외부에 설치되어 상기 장기판 상의 상기 각 장기알을 움직이는 로봇암과, 외부에 설치되어 상기 베이스 및 상기 장기판을 촬영하고, 상기 장기판 상의 상기 각 장기알의 위치를 촬영하는 촬영부와, 상기 촬영부로부터 촬영된 영상을 통하여 상기 장기판 상의 상기 각 장기알의 위치를 산출하고, 산출된 상기 각 장기알의 위치를 근거로 기 설정된 루트 중 하나를 선택하여 상기 복수개의 장기알 중 하나를 선택하여 이동시키도록 상기 로봇암을 제어하는 제어부를 포함하는 장기로봇을 제공할 수 있다.
또한, 상기 베이스는, 상기 장기판보다 크게 형성되어 중앙 부분에 상기 장기판이 배치되는 제 1 베이스와, 상기 제 1 베이스의 외곽을 감싸도록 설치되며, 상기 제 1 장기판보다 크게 형성되는 제 2 베이스를 구비할 수 있다.
또한, 상기 제 1 베이스와 상기 제 2 베이스는 서로 색이 상이하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 베이스는 녹색이고, 상기 제 2 베이스는 흰색일 수 있다.
또한, 상기 제 1 베이스의 색은 상기 장기판의 색 및 상기 장기알의 색 중 적어도 하나와 상이하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 촬영부는 상기 로봇암의 상부에 설치될 수 있다.
또한, 상기 로봇암은, 복수개의 암부와, 상기 복수개의 암부 사이에 설치되어 상기 각 암부를 적어도 한 방향으로 회전 가능하도록 연결하는 관절부와, 상기 암부의 끝단에 설치되어 상기 각 장기알을 파지하는 파지부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 촬영부에서 촬영된 영상으로부터 상기 베이스의 테두리를 산출하여 상기 장기판의 테두리를 인식할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 촬영부에서 촬영된 영상으로부터 상기 각 장기알의 테두리, 상기 장기판의 외곽선, 상기 각 장기알의 글자, 상기 각 장기알의 글자색 및 상기 장기판의 내부 선들을 추출한 후 기 설정된 데이터와 비교하여 상기 각 장기알의 위치를 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 장기알의 위치를 정확하게 파악하여 장기알을 정밀하게 움직일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장기로봇을 보여주는 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 장기판, 장기알 및 베이스를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 촬영부로 촬영된 장기판의 외곽선을 정규화처리하는 과정을 보여주는 개념도이다.
도 4는 도 1에 도시된 촬영부로 촬영된 영상을 보여주는 이미지를 보여주는 개념도이다.
본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장기로봇을 보여주는 개념도이다. 도 2는 도 1에 도시된 장기판, 장기알 및 베이스를 보여주는 평면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 촬영부로 촬영된 장기판의 외곽선을 정규화처리하는 과정을 보여주는 개념도이다. 도 4는 도 1에 도시된 촬영부로 촬영된 영상을 보여주는 이미지를 보여주는 개념도이다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 장기로봇(100)은 베이스(110), 장기판(120), 로봇암(130), 촬영부(140) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.
베이스(110)는 장기판(120)보다 크게 형성되는 제 1 베이스(111)와, 제 1 베이스(111)보다 크게 형성되는 제 2 베이스(112)를 구비할 수 있다. 이때, 제 1 베이스(111)와 제 2 베이스(112)는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 특히 제 1 베이스(111)와 제 2 베이스(112)는 사각형으로 형성될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제 1 베이스(111)와 제 2 베이스(112)가 각각 사각형으로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같은 제 1 베이스(111)는 장기판(120)의 색 및 장기알(160)의 색과 상이하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 제 1 베이스(111)는 장기판(120)의 재료의 색인 황색, 장기판(120) 내부의 선색인 검정색, 장기알(160)의 바탕색인 흰색, 장기알(160)의 글자 색인 적색과 녹색과 상이한 색으로 형성될 수 있다. 특히 제 1 베이스(111)는 촬영 시 확연하게 구분되는 녹색일 수 있다.
제 2 베이스(112)는 제 1 베이스(111)와 상이한 색으로 형성될 수 있다. 이때, 제 2 베이스(112)는 흰색으로 형성될 수 있다.
한편, 장기판(120)은 일정 두께를 가지고 사각형으로 형성될 수 있다. 이때, 장기판(120)은 상면에는 서로 교차하도록 배치되는 내부 선들(121)이 형성될 수 있다.
장기알(160)은 장기판(120)에 각각 배치될 수 있다. 이때, 장기알(160)은 복수개 구비될 수 있으며, 녹색의 장기알(160)과 적색의 장기알(160)을 구비할 수 있다. 상기와 같은 녹색의 장기알(160)은 장기알(160)의 글자색, 장기알(160)의 테두리가 녹색으로 형성될 수 있다. 이때, 녹색의 장기알(160)의 대부분은 흰색으로 형성될 수 있다. 또한, 상기와 같은 적색의 장기알(160)은 장기알(160)의 글자색, 장기알(160)의 테두리가 적색으로 형성될 수 있다. 이때, 적색의 장기알(160)의 대부분은 흰색으로 형성될 수 있다. 상기와 같은 장기알(160)은 일반적인 장기게임에서 사용되는 것과 동일 또는 유사할 수 있다.
로봇암(130)의 외부에 고정되도록 설치될 수 있다. 이때, 로봇암(130)은 복수개의 암부(131)와, 각 암부(131)를 적어도 한 방향으로 회전 가능하도록 서로 연결하는 관절부(132)를 구비할 수 있다. 또한, 로봇암(130)은 암부(131)의 끝단에 설치되어 각 장기알(160)을 파지하는 파지부(133)를 구비할 수 있다.
상기와 같은 관절부(132)는 각 암부(131)를 일방향 또는 복수개의 방향으로 회전 가능하도록 서로 연결할 수 있다. 이때, 관절부(132)는 적어도 하나 이상의 모터와 같은 구동부를 구비할 수 있으며, 각 구동부의 운동에 따라 연결된 암부(131) 중 하나를 다양한 방향으로 회전시킬 수 있다.
파지부(133)는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 파지부(133)는 사람의 손가락과 같이 다관절의 형태로 형성될 수 있으며, 집게 형태로 형성될 수 있다. 또한, 파지부(133)는 각 장기알(160)을 흡착하거나 부착하도록 형성될 수 있다.
한편, 촬영부(140)는 다양한 형태일 수 있다. 촬영부(140)는 일반적인 카메라일 수 있으며, CCD 카메라와 같은 형태일 수 있다. 또한, 촬영부(140)는 다양한 장소에 설치될 수 있다. 예를 들면, 촬영부(140)는 로봇암(130)의 일 위치에 설치될 수 있다. 뿐만 아니라 촬영부(140)는 외부에 고정되도록 설치될 수 있다. 이때, 촬영부(140)는 장기판(120)의 중심에 수직하게 설치될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 촬영부(140)가 로봇암(130)에 설치되어 있는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제어부(150)는 장기로봇(100)의 작동을 제어할 수 있다. 이때, 제어부(150)는 로봇암(130)을 제어하는 제어보드(미도시)와, 장기 게임에 관련된 엔진이 탑재되어 있는 메인보드(미도시)를 구비할 수 있다. 이때, 상기 제어보드와 상기 메인보드는 별도로 형성될 수 있으며, 일체로 형성되는 것도 가능하다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제어부(150)가 일체로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제어부(150)에는 촬영부(140)에서 촬상된 영상(또는 이미지)를 통하여 장기판(120) 및 장기알(160)의 위치 등을 파악하는 프로그램이 탑재될 수 있다. 또한, 제어부(150)에서는 촬영부(140)에서 촬상된 영상(또는 이미지)의 왜곡 현상을 정규화처리하여 실제 장기판(120)과 장기알(160)을 모사하는 보정용 프로그램이 탑재될 수 있다.
한편, 상기와 같은 장기로봇(100)의 작동을 살펴보면, 우선 장기게임이 시작과 동시에 촬영부(140)는 장기판(120) 및 복수개의 장기알(160)을 촬영하여 제어부(150)로 전송할 수 있다.
상기와 같이 전송된 영상(또는 이미지)는 제어부(150)에서 기 설정된 장기판(120) 및 장기알(160)과 관련된 데이터와 비교하여 제어부(150)에 실제 장기판(120) 및 장기알(160)을 인식할 수 있다.
이때, 제어부(150)는 촬영부(140)에서 촬영된 영상(또는 이미지)로부터 장기판(120)의 형태를 정확하게 파악하지 못할 수 있다. 구체적으로 베이스(110)가 존재하지 않는 상태에서 촬영부(140)가 장기판(120)을 촬영하는 경우 장기판(120)의 외곽 영역(또는 테두리)가 정확하게 촬영되지 못할 수 있다. 특히 장기판(120)의 외곽 영역은 다른 외부 환경에 따라서 정확하게 구분되지 않을 수 있다. 이때, 베이스(110)는 장기판(120)과 외부 환경을 명확하게 구분하도록 함으로써 장기판(120)의 테두리 인식율을 높일 수 있다. 예를 들면, 상기에서 설명한 바와 같이 장기판(120)의 색은 황색이고 제 1 베이스(111)의 색은 녹색이므로 촬영부(140)로 촬영된 이미지로부터 장기판(120)과 제 1 베이스(111)를 구분하는 것은 용이하게 수행될 수 있다. 뿐만 아니라 촬영부(140)에서 촬영된 영상(또는 이미지))이 장기판(120)의 외곽 부분이 제 2 베이스(112)에 오는 경우에도 상기와 같이 장기판(120)의 외곽 부분을 명확하게 구분할 수 있게 된다. 따라서 제어부(150)는 베이스(110)를 통하여 장기판(120)의 외곽 부분을 명확하게 판단할 수 있으므로 장기판(120)의 외곽 영역을 명확하게 정의할 수 있다.
상기와 같이 장기판(120)의 외곽 영역이 결정된 후 제어부(150)는 장기판(120)과 장기알(160)의 위치 관계를 파악할 수 있다. 이때, 촬영부(140)가 장기판(120) 및 장기알(160)을 촬영하는 경우 장기판(120) 및 장기알(160)의 형태가 실제 형태와 상이할 수 있다. 예를 들면, 장기판(120)은 사다리꼴 형태로 촬영될 수 있으며, 장기알(160)은 타원 형태로 촬영될 수 있다. 이때, 제어부(150)는 보정 알로리즘이 구비된 프로그램을 통하여 상기와 같은 장기판(120)과 장기알(160)의 왜곡된 영상(또는 이미지)을 실제와 동일하도록 보정할 수 있다. 구체적으로 제어부(150)는 촬영부(140)에서 촬영된 이미지로부터 기 설정된 장기판(120)의 폭 및 길이와 대비하여 촬영된 영상(또는 이미지) 상의 장기판(120)의 폭 및 길이를 비교하여 이로부터 다른 구성요소, 예를 들면 장기알(160)을 보정할 수 있다. 또한, 제어부(150)는 상기의 경우 이외에도 장기알(160)의 그림자를 측정하고, 카메라의 각도를 측정함으로써 보정 프로그램을 통하여 장기판(120)과 장기알(160)의 영상(또는 이미지)를 실제 이미지로 산출할 수 있다.
장기알(160)을 인식하는 방법을 살펴보면, 제어부(150)는 촬영부(140)에서 찰영된 장기알(160)의 테두리 영역의 색, 장기알(160)의 글자 및 장기알(160)의 글자색을 근거로 복수개의 장기알(160)을 개별적으로 인식할 수 있다. 이때, 제어부(150)에는 각 장기알(160)에 대한 개별적인 데이터가 기 저장된 상태일 수 있다. 제어부(150)는 촬영부(140)에서 촬영된 각 장기알(160)의 상기와 같은 데이터를 추출하여 기 저장된 데이터와 비교함으로써 각 장기알(160)을 인식할 수 있다.
상기의 과정이 완료되면, 제어부(150)는 장기판(120)과 장기알(160)을 도 2와 같이 인식할 수 있다. 이때, 제어부(150)는 장기알(160)의 위치에 따라 복수개의 루트 중 하나의 루트를 선택하여 장기알(160)을 움직일 수 있다. 예를 들면, 제어부(150)는 각 루트를 루트 1, 루트 2, 루트 3 등과 같이 복수개의 루트로 저장하다가 난수 발생을 통하여 선택된 루트에 해당하도록 복수개의 장기알(160) 중 하나를 선택하여 선택된 장기알(160)을 움직이도록 로봇암(130)을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(150)는 상기의 경우 이외에도 복수개의 루트를 시뮬레이션하여 최적으로 판단되는 승리 확률이 가장 높은 루트를 선택하여 복수개의 장기알(160) 중 하나를 이동시키도록 로봇암(130)을 제어하는 것도 가능하다.
상기의 과정이 완료되면, 제어부(150)는 로봇암(130)을 제어하여 원하는 장기알(160)을 원하는 위치로 이동시킬 수 있다. 이때, 제어부(150)는 촬영부(140)에서 촬영된 영상(또는 이미지)을 통하여 상대방이 상대방의 장기알(160)을 움직였는지 여부를 판별할 수 있다. 특히 상기의 과정은 촬영부(140)에서 촬영된 영상(또는 이미지)를 근거로 시간 단위로 영상을 비교하여 장기알(160)의 위치가 변하였는지 파악함으로써 상대방이 장기알(160)을 움직였는지 파악할 수 있다.
상기와 같은 작업은 장기로봇(100) 또는 상대방이 장기게임에서 승리할 때까지 반복적으로 수행될 수 있다. 또한, 상대방이 기권의 표시로 외부에서 신호를 입력하거나 상대방이 게임을 종료하기 위하여 외부에서 신호를 입력하는 경우에는 종료될 수 있다. 이때, 신호를 입력하는 방법은 터치스크린, 버튼 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.
따라서 장기로봇(100)은 장기판(120)의 장기알(160)의 위치를 정확하게 파악할 수 있으므로 장기 게임의 판세를 정확하게 분석할 수 있다. 뿐만 아니라 장기로봇(100)은 장기알(160)의 위치를 정확하게 파악함으로써 장기알(160)의 움직임을 정확하게 제어 가능하고, 기 설정된 프로그램을 통하여 높은 레벨의 게임을 수행할 수 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
100 : 장기로봇
110 : 베이스
120 : 장기판
130 : 로봇암
140 : 촬영부
150 : 제어부
160 : 장기알

Claims (9)

  1. 베이스;
    상기 베이스의 면적보다 작게 형성되며, 적어도 하나 이상의 장기알이 놓여지는 장기판;
    외부에 설치되어 상기 장기판 상의 상기 각 장기알을 움직이는 로봇암;
    외부에 설치되어 상기 베이스 및 상기 장기판을 촬영하고, 상기 장기판 상의 상기 각 장기알의 위치를 촬영하는 촬영부; 및
    상기 촬영부로부터 촬영된 영상을 통하여 상기 장기판 상의 상기 각 장기알의 위치를 산출하고, 산출된 상기 각 장기알의 위치를 근거로 기 설정된 루트 중 하나를 선택하여 상기 복수개의 장기알 중 하나를 선택하여 이동시키도록 상기 로봇암을 제어하는 제어부;를 포함하는 장기로봇.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스는,
    상기 장기판보다 크게 형성되어 중앙 부분에 상기 장기판이 배치되는 제 1 베이스; 및
    상기 제 1 베이스의 외곽을 감싸도록 설치되며, 상기 제 1 장기판보다 크게 형성되는 장기로봇.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 베이스와 상기 제 2 베이스는 서로 색이 상이하게 형성되는 장기로봇.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 베이스는 녹색이고, 상기 제 2 베이스는 흰색인 장기로봇.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 베이스의 색은 상기 장기판의 색 및 상기 장기알의 색 중 적어도 하나와 상이하게 형성되는 장기로봇.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 촬영부는 상기 로봇암의 상부에 설치되는 장기로봇.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 로봇암은,
    복수개의 암부;
    상기 복수개의 암부 사이에 설치되어 상기 각 암부를 적어도 한 방향으로 회전 가능하도록 연결하는 관절부; 및
    상기 암부의 끝단에 설치되어 상기 각 장기알을 파지하는 파지부;를 구비하는 장기로봇.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 촬영부에서 촬영된 영상으로부터 상기 베이스의 테두리를 산출하여 상기 장기판의 테두리를 인식하는 장기로봇.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 촬영부에서 촬영된 영상으로부터 상기 각 장기알의 테두리, 상기 장기판의 외곽선, 상기 각 장기알의 글자, 상기 각 장기알의 글자색 및 상기 장기판의 내부 선들을 추출한 후 기 설정된 데이터와 비교하여 상기 각 장기알의 위치를 판단하는 장기로봇.
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