描述

我之前制作了一個(gè)笛卡爾國(guó)際象棋機(jī)器人手臂- 也想制作一個(gè) 3D 打印的 SCARA 手臂下棋。

它是這樣工作的：

玩白棋的人采取了行動(dòng)。這由視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)檢測(cè)到。機(jī)器人然后思考，然后移動(dòng)。

等等...

或許這個(gè)機(jī)器人最新穎的地方在于動(dòng)作識(shí)別的代碼。

因?yàn)橐曈X(jué)系統(tǒng)可以識(shí)別人類的移動(dòng)，所以不需要特殊的棋盤硬件（例如簧片開關(guān)或其他任何東西）。

USB 或 IP 攝像頭直接安裝在棋盤上方。

大多數(shù)代碼在 Raspberry Pi（或其他 Linux 或 Windows）上運(yùn)行，Arduino 代碼用于逆運(yùn)動(dòng)學(xué)和步進(jìn)電機(jī)控制。

硬件構(gòu)建

機(jī)器人的 3D 打印機(jī)文件可免費(fèi)獲得，如“代碼”下的鏈接中指定的。我對(duì) pyBot 手臂進(jìn)行了修改，使其具有更長(zhǎng)的手臂組件并使用迷你抓手。Jjrobots 對(duì)硬件和機(jī)器人組裝進(jìn)行了很好的描述。我們不使用他們的抓手、電子設(shè)備或軟件。

因此，我們有一個(gè) Raspberry Pi（或其他 Linux 或 Windows）通過(guò)打印機(jī)電纜連接到 Arduino。Arduino 上有一個(gè) Ramps 1.4 板，通過(guò) A4988 電機(jī)驅(qū)動(dòng)板驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

步進(jìn)電機(jī)具有非常高的精度和可重復(fù)性。

作為與 Arduino 的 USB 連接的替代方案，該代碼使用 HC-05 支持藍(lán)牙（不是 BLE）。

移動(dòng)機(jī)器人的軟件

所有 Raspberry Pi 代碼都是用 Python 3 編寫的。

因此，我們有代碼可以移動(dòng)棋子、取棋子、城堡、支持路人等等。

國(guó)際象棋引擎是 Stockfish - 它可以擊敗任何人類！“Stockfish是世界上最強(qiáng)大的國(guó)際象棋引擎之一，它也比人類最好的國(guó)際象棋大師要強(qiáng)大得多。”

我使用來(lái)自 chessfortherapy.co.uk 的一些代碼來(lái)驗(yàn)證人類的移動(dòng)并與 Stockfish 進(jìn)行交互。我用于識(shí)別人類移動(dòng)和移動(dòng) SCARA 機(jī)械臂的代碼與該代碼交互。

在 Arduino 上，使用逆運(yùn)動(dòng)學(xué)代碼來(lái)正確移動(dòng)各種電機(jī)，以便移動(dòng)棋子。此代碼基于 ftobler 為他的笛卡爾機(jī)器人編寫的代碼，并由我為 SCARA 機(jī)器人修改。

識(shí)別人類動(dòng)作的軟件

這與我為笛卡爾國(guó)際象棋機(jī)器人編寫的代碼完全相同，因此請(qǐng)參閱那里的描述。

其他注意事項(xiàng)

如果棋盤的顏色與棋子的顏色相差很遠(yuǎn)，則算法效果最佳！在我的機(jī)器人中，棋子是灰白色和亞光黑色，棋盤是使用彩色打印機(jī)在薄卡片上手工制作的。可以在視頻中看到。

棋盤應(yīng)光線充足且均勻，棋子的陰影最小。光不應(yīng)從板或部件反射回相機(jī)。需要一張堅(jiān)固的桌子。

我的代碼包含用于輕松校準(zhǔn)相機(jī)的例程。提供了魚眼失真校準(zhǔn)，IP 攝像機(jī)更可能需要校準(zhǔn)。如果 USB 相機(jī)放置得足夠遠(yuǎn)，那么沒(méi)有它通常也可以。

機(jī)器人很容易手動(dòng)校準(zhǔn)。我們開始每場(chǎng)比賽時(shí)，手臂都向左伸出（如視頻中所示），這可以很容易地用肉眼對(duì)齊。高度也可以調(diào)整到正確的高度。