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

1. 真實棋盤棋子對弈：通過使用真實棋子、棋盤和機(jī)械臂，給對弈者帶來超沉浸式體驗
2. 語音交互：能夠進(jìn)行智能語音交互，增強(qiáng)對弈樂趣。
3. 自主移動：能夠自主移動到預(yù)約下棋人地點開展對弈。

相對于傳統(tǒng)的固定式下棋平臺，使用場景更加廣泛，智能化水平更高，體驗感更強(qiáng)。該平臺融合了傳統(tǒng)棋藝和現(xiàn)代科技，集益教、娛樂、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)用場景：公司、園區(qū)、 公園、家庭、酒店等。

二、整體方案設(shè)計

1. 整體架構(gòu)

整個智能下棋平臺的系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示，我們的全部模塊都裝在在一個移動小車平臺上，并對其進(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、小車平臺以及下棋平臺；主控部分為RDK X3，所有的上層應(yīng)用均運行于其上；上層應(yīng)用部分分為四大塊，分別是語音交互模塊、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)，整個系統(tǒng)的運行流程圖如下所示：

1. 硬件架構(gòu)設(shè)計

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

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

基于上述硬件設(shè)備，本項目涉及的軟件架構(gòu)如下圖所示，整體的軟件架構(gòu)基于TROS系統(tǒng)，各個子功能作為一個節(jié)點。
暫時無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，將各個模塊的功能封裝成一個TROS節(jié)點，各個節(jié)點負(fù)責(zé)實現(xiàn)的功能如下所述：

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