一、項(xiàng)目介紹
產(chǎn)品中文名：超沉浸式智能移動(dòng)下棋機(jī)器人
產(chǎn)品英文名：Hackathon-TTT
產(chǎn)品概念：本項(xiàng)目研發(fā)的下棋機(jī)器人，是一款能自主移動(dòng)、具備語(yǔ)音交互并能和玩家在真實(shí)的棋盤上進(jìn)行“人機(jī)博弈”的移動(dòng)下棋平臺(tái)，能夠帶給對(duì)弈者如同真人對(duì)弈的完美沉浸式體驗(yàn)——棋開得勝團(tuán)隊(duì)。
該智能下棋機(jī)器人具備3個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)：

1. 真實(shí)棋盤棋子對(duì)弈：通過(guò)使用真實(shí)棋子、棋盤和機(jī)械臂，給對(duì)弈者帶來(lái)超沉浸式體驗(yàn)
2. 語(yǔ)音交互：能夠進(jìn)行智能語(yǔ)音交互，增強(qiáng)對(duì)弈樂(lè)趣。
3. 自主移動(dòng)：能夠自主移動(dòng)到預(yù)約下棋人地點(diǎn)開展對(duì)弈。

相對(duì)于傳統(tǒng)的固定式下棋平臺(tái)，使用場(chǎng)景更加廣泛，智能化水平更高，體驗(yàn)感更強(qiáng)。該平臺(tái)融合了傳統(tǒng)棋藝和現(xiàn)代科技，集益教、娛樂(lè)、陪伴為一體，是您提升棋藝、陪伴老人、培養(yǎng)孩子的首選。
用戶群體：喜歡下棋的朋友，喜歡人工智能應(yīng)用的朋友。
應(yīng)用場(chǎng)景：公司、園區(qū)、 公園、家庭、酒店等。

二、整體方案設(shè)計(jì)

1. 整體架構(gòu)

整個(gè)智能下棋平臺(tái)的系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示，我們的全部模塊都裝在在一個(gè)移動(dòng)小車平臺(tái)上，并對(duì)其進(jìn)行了大幅的改造，整體系統(tǒng)架構(gòu)圖如下所示。其可分為上層應(yīng)用、主控和底層支撐3部分，底層支撐部分包括7.4V鋰電池、小車平臺(tái)以及下棋平臺(tái)；主控部分為RDK X3，所有的上層應(yīng)用均運(yùn)行于其上；上層應(yīng)用部分分為四大塊，分別是語(yǔ)音交互模塊、棋盤感知模塊、機(jī)械臂控制模塊以及自主導(dǎo)航模塊。

基于上述架構(gòu)，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行流程圖如下所示：

1. 硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于上述整體架構(gòu)設(shè)計(jì)，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的硬件架構(gòu)如下圖所示：
暫時(shí)無(wú)法在飛書文檔外展示此內(nèi)容
硬件方面包含如下幾個(gè)部分：

1. 主控設(shè)備：RDK X3負(fù)責(zé)各類軟件的部署和實(shí)現(xiàn)。
2. 電機(jī)驅(qū)動(dòng)和電機(jī)：由RDK X3輸出PWM控制信號(hào)負(fù)責(zé)控制小車的運(yùn)動(dòng)。
3. 激光雷達(dá)：激光雷達(dá)通過(guò)USB連接到RDK X3上，進(jìn)行建圖和定位。
4. 攝像頭：通過(guò)USB連接到RDK X3上，負(fù)責(zé)監(jiān)控棋盤狀態(tài)。
5. 麥克風(fēng)、功放和揚(yáng)聲器：通過(guò)USB連接到RDK X3上，負(fù)責(zé)語(yǔ)音采樣。
6. 機(jī)械臂：通過(guò)串口總線連接至RDK X3上，由樹莓派輸出控制信號(hào)負(fù)責(zé)控制。
7. 軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于上述硬件設(shè)備，本項(xiàng)目涉及的軟件架構(gòu)如下圖所示，整體的軟件架構(gòu)基于TROS系統(tǒng)，各個(gè)子功能作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
暫時(shí)無(wú)法在飛書文檔外展示此內(nèi)容
RDK X3上安裝的是地平線的TROS，將各個(gè)模塊的功能封裝成一個(gè)TROS節(jié)點(diǎn)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)的功能如下所述：

1. 圖像發(fā)布節(jié)點(diǎn)：負(fù)責(zé)采集攝像頭圖像并發(fā)布出去。
2. 棋盤識(shí)別節(jié)點(diǎn)：負(fù)責(zé)接收?qǐng)D像話題并進(jìn)行棋盤識(shí)別，然后發(fā)布棋盤識(shí)別結(jié)果。
3. 下棋節(jié)點(diǎn)：接收棋盤識(shí)別結(jié)果和語(yǔ)音識(shí)別結(jié)果話題，并運(yùn)行下棋程序，發(fā)布下一步的下棋動(dòng)作。
4. 語(yǔ)音識(shí)別節(jié)點(diǎn)：讀取麥克風(fēng)數(shù)據(jù)并進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別，然后發(fā)布語(yǔ)音識(shí)別結(jié)果。
5. 語(yǔ)音播放節(jié)點(diǎn)：接收語(yǔ)音識(shí)別結(jié)果，并播放想要的語(yǔ)音提示。
6. 建圖節(jié)點(diǎn)：負(fù)責(zé)進(jìn)行建圖并存儲(chǔ)地圖。
7. 導(dǎo)航節(jié)點(diǎn)：進(jìn)行定位和路徑規(guī)劃。
8. 小車控制節(jié)點(diǎn)：接收導(dǎo)航節(jié)點(diǎn)的結(jié)果，并發(fā)出小車電機(jī)控制指令。
9. 機(jī)械臂控制節(jié)點(diǎn)：接收下棋節(jié)點(diǎn)輸出的結(jié)果，并控制機(jī)械臂執(zhí)行取棋、放棋、復(fù)位的動(dòng)作。