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RDK X3新玩法:超沉浸下棋机器人开发日记
发布日期:2025-05-11 19:31:01

【导语】“棋开得胜团队”自豪地推出“超沉浸式智能移动下棋机器人”(Hackathon-TTT),这是一款融合了传统棋艺与现代科技的革命性产品。本下棋机器人能够自主移动、进行智能语音交互,并在真实棋盘上与玩家对弈,带来前所未有的沉浸式体验。无论是提升棋艺、陪伴家人,还是作为娱乐消遣,这款机器人都是您的理想选择。本文将详细介绍该产品的概念、整体方案设计及软硬件架构,带您领略这一科技与传统的完美结合。

一、项目介绍
产品中文名:超沉浸式智能移动下棋机器人
产品英文名:Hackathon-TTT
产品概念:本项目研发的下棋机器人,是一款能自主移动、具备语音交互并能和玩家在真实的棋盘上进行“人机博弈”的移动下棋平台,能够带给对弈者如同真人对弈的完美沉浸式体验——棋开得胜团队。
该智能下棋机器人具备3个显著优点:

  1. 真实棋盘棋子对弈:通过使用真实棋子、棋盘和机械臂,给对弈者带来超沉浸式体验
  2. 语音交互:能够进行智能语音交互,增强对弈乐趣。
  3. 自主移动:能够自主移动到预约下棋人地点开展对弈。

相对于传统的固定式下棋平台,使用场景更加广泛,智能化水平更高,体验感更强。该平台融合了传统棋艺和现代科技,集益教、娱乐、陪伴为一体,是您提升棋艺、陪伴老人、培养孩子的首选。
用户群体:喜欢下棋的朋友,喜欢人工智能应用的朋友。
应用场景:公司、园区、 公园、家庭、酒店等。

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二、整体方案设计

  1. 整体架构

整个智能下棋平台的系统架构如下图所示,我们的全部模块(kuài)都(dōu)装(zhuāng)在(zài)在(zài)一(yī)个(gè)移(yí)动(dòng)小(xiǎo)车(chē)平(píng)台(tái)上(shàng),并(bìng)对(duì)其(qí)进(jìn)行(xíng)了(le)大(dà)幅(fú)的(de)改(gǎi)造(zào),整(zhěng)体(tǐ)系(xì)统(tǒng)架(jià)构(gòu)图(tú)如(rú)下(xià)所(suǒ)示(shì)。其(qí)可(kě)分(fēn)为(wèi)上(shàng)层(céng)应(yīng)用(yòng)、主控(kòng)和(hé)底(dǐ)层(céng)支(zhī)撑(chēng)3部(bù)分(fēn),底(dǐ)层(céng)支(zhī)撑(chēng)部(bù)分(fēn)包(bāo)括(kuò)7.4V锂(lǐ)电(diàn)池(chí)、小(xiǎo)车(chē)平(píng)台(tái)以(yǐ)及(jí)下(xià)棋(qí)平(píng)台(tái);主控(kòng)部(bù)分(fēn)为(wèi)RDK X3,所(suǒ)有(yǒu)的(de)上(shàng)层(céng)应(yīng)用(yòng)均(jūn)运(yùn)行(xíng)于(yú)其(qí)上(shàng);上(shàng)层(céng)应(yīng)用(yòng)部(bù)分(fēn)分(fēn)为(wèi)四(sì)大(dà)块(kuài),分(fēn)别(bié)是(shì)语(yǔ)音(yīn)交(jiāo)互(hù)模块、棋盘感知模块、机械臂控制模块以及自主导航模块。

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基于上述架构,整个系统的运行流程图如下所示:

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  1. 硬件架构设计

基于上述整体架构设计,本项目设计的硬件架构如下图所示:
暂时无法在飞书文档外展示此内容
硬件方面包含如下几个部分:

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  1. 主控设备:RDK X3负责各类软件的部署和实现。
  2. 电机驱动和电机:由RDK X3输出PWM控制信号负责控制小车的运动。
  3. 激光雷达:激光雷达通过USB连接到RDK X3上,进行建图和定位。
  4. 摄像头:通过USB连接到RDK X3上,负责监控棋盘状态。
  5. 麦克风、功放和扬声(shēng)器(qì):通过USB连接到RDK X3上,负责语音采样。
  6. 机械臂:通过串口总线连接至RDK X3上,由树莓派输出控制信号负责控制。
  7. 软件架构设计

基于上述硬件设备,本项目涉及的软件架构如下图所示,整体的软件架构基于TROS系统,各个子功能作为一个节点。
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RDK X3上安装的是地平(píng)线(xiàn)的TROS,将各个模块的功能封装成一个TROS节点,各个节点负责实现的功能如下所述:

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  1. 图像发布节点:负责采集摄像头图像并发布出去。
  2. 棋盘识(shi)别(bié)节(jié)点(diǎn):负(fù)责(zé)接(jiē)收(shōu)图(tú)像(xiàng)话(huà)题(tí)并(bìng)进(jìn)行(xíng)棋(qí)盘(pán)识(shi)别(bié),然(rán)后(hòu)发(fā)布(bù)棋(qí)盘(pán)识(shi)别(bié)结(jié)果(guǒ)。
  3. 下(xià)棋(qí)节(jié)点(diǎn):接(jiē)收(shōu)棋(qí)盘(pán)识(shi)别(bié)结(jié)果(guǒ)和(hé)语(yǔ)音(yīn)识(shi)别(bié)结果话题,并运行下棋程序,发布下一步的下棋动作。
  4. 语音识别节点:读取麦克风数据并进行语音识别,然后发布语音识别(bié)结(jié)果(guǒ)。
  5. 语(yǔ)音(yīn)播(bō)放(fàng)节(jié)点(diǎn):接(jiē)收(shōu)语(yǔ)音(yīn)识(shi)别(bié)结(jié)果(guǒ),并(bìng)播(bō)放(fàng)想(xiǎng)要(yào)的(de)语(yǔ)音(yīn)提(tí)示。
  6. 建图节点:负责进行建图并存储地图。
  7. 导航节点:进行定位和路径规划。
  8. 小车控制节点:接收导航节点的结果,并发出小车电机控制指令。
  9. 机械臂控制节点:接收下棋节点输出的结果,并控制机械臂执行取棋、放棋、复位的动作。
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