臺灣博碩士論文加值系統

本論文提出應用至DOC2機器人之五子棋、象棋和西洋棋辨識整合系統，使用者可藉由此整合系統與機器人長時間的進行互動於對奕五子棋、象棋和西洋棋。本文提出之辨識系統利用特殊設計的定位點與棋子，使棋盤得以快速且準確的定位與辨識；五子棋辨識係利用黑白棋中灰階值的大差異性來區隔辨識；象棋辨識係利用顏色過濾將可能群組留下，再利用填滿和遮罩來判斷是否為有象棋存在；西洋棋辨識係分別對棋盤位置判斷棋子可能處，再配合顏色過濾雙重確定棋子存在位置。最後利用模組化之五子棋演算法、象棋和西洋棋下棋軟體決定機器人之接續棋步，機器人再依該棋步以機器手臂來直接移動棋子。

This research proposes image recognition techniques for the intelligent robot DOC-2 to play Gobang, Chinese-Chess and Chess board games with human being autonomously. By using an unique reference point locations and game pieces, the game boards can be quickly and correctly recognized and interpreted by the robot. The game pieces in Gobang game recognition system are separated by using the large difference in gray scale values in specific locations. In Chinese-Chess recognition, it defines the possible groups by color filtering, then filling the group and finally decides Chessman by mask calculation. The Chess recognition algorithm estimates the possible chessman on board and then confirms by using color filtering techniques. The game-play software of Gobang, Chinese-Chess and Chess is used to determine the next play for the robot and then the robot will move the chessman on the board accordingly with the robot arm.

摘要 I
Abstract II
致謝 III
目錄 IV
圖表目錄 VI
第1章. 緒論 1
1.1. 研究動機與目的 1
1.2. 相關研究回顧 2
1.2.1. 機器人與人互動發展現況 2
1.3. 論文架構 3
第2章. 智慧型機器人DOC-2簡介 4
2.1. DOC-2機器人架構 5
2.1.1. 硬體架構 5
2.1.2. 控制系統架構 8
2.1.3. 軟體架構 10
2.2. DOC-2機器人與人下棋之互動系統簡介 11
2.2.1. DOC-2下棋流程 11
2.2.2. 引擎介紹 12
第3章. 五子棋之設計與辨識技術 13
3.1. 五子棋棋盤辨識 14
3.1.1. 定位方法設計 14
3.1.2. 定位點偵測 17
3.1.3. 膨脹(Expanding) 18
3.1.4. 群組 19
3.1.5. 定位點配對 22
3.2. 五子棋棋格辨識 22
3.2.1. 矩形修正 23
3.2.2. 棋格定位 25
3.3. 五子棋棋子辨識 25
3.3.1. 取樣方式 26
3.3.2. 光源修正 26
第4章. 象棋之設計與辨識技術 28
4.1. 象棋棋盤辨識 30
4.1.1. 定位方法設計 30
4.1.2. 定位點偵測 32
4.1.3. 三點的處理情形 35
4.1.4. 棋格定位 36
4.2. 象棋棋子辨識 36
4.2.1. 過濾顏色 38
4.2.2. 影像前置處理 40
4.2.3. 遮罩計分 40
第5章. 西洋棋之設計與辨識技術 43
5.1. 西洋棋盤辨識 45
5.2. 棋子辨識取樣 46
5.2.1. 顏色辨識取樣 47
5.2.2. 棋格辨識取樣前置處理 50
5.2.3. 誤差回填 52
5.2.4. 棋格辨識取樣 53
5.2.5. 棋子定位 54
5.2.6. 遮蔽修正 55
第6章. 實驗結果 57
6.1. 多子測試 57
6.2. 光線測試 60
6.3. 遮蔽測試 62
6.4. 失敗的情形 63
第7章. 結論與未來展望 65
7.1. 結論 65
7.2. 未來展望 66
參考文獻 67
作者簡介 69

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