一、項目介紹
產品中文名：超沉浸式智能移動下棋機器人
產品英文名：Hackathon-TTT
產品概念：本項目研發的下棋機器人，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行“人機博弈”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——棋開得勝團隊。
該智能下棋機器人具備3個顯著優點：

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

相對于傳統的固定式下棋平臺，使用場景更加廣泛，智能化水平更高，體驗感更強。該平臺融合了傳統棋藝和現代科技，集益教、娛樂、陪伴為一體，是您提升棋藝、陪伴老人、培養孩子的首選。
用戶群體：喜歡下棋的朋友，喜歡人工智能應用的朋友。
應用場景：公司、園區、 公園、家庭、酒店等。

二、整體方案設計

1. 整體架構

整個智能下棋平臺的系統架構如下圖所示，我們的全部模塊都裝在在一個移動小車平臺上，并對其進行了大幅的改造，整體系統架構圖如下所示。其可分為上層應用、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，所有的上層應用均運行于其上；上層應用部分分為四大塊，分別是語音交互模塊、棋盤感知模塊、機械臂控制模塊以及自主導航模塊。

基于上述架構，整個系統的運行流程圖如下所示：

1. 硬件架構設計

基于上述整體架構設計，本項目設計的硬件架構如下圖所示：
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硬件方面包含如下幾個部分：

1. 主控設備：RDK X3負責各類軟件的部署和實現。
2. 電機驅動和電機：由RDK X3輸出PWM控制信號負責控制小車的運動。
3. 激光雷達：激光雷達通過USB連接到RDK X3上，進行建圖和定位。
4. 攝像頭：通過USB連接到RDK X3上，負責監控棋盤狀態。
5. 麥克風、功放和揚聲器：通過USB連接到RDK X3上，負責語音采樣。
6. 機械臂：通過串口總線連接至RDK X3上，由樹莓派輸出控制信號負責控制。
7. 軟件架構設計

基于上述硬件設備，本項目涉及的軟件架構如下圖所示，整體的軟件架構基于TROS系統，各個子功能作為一個節點。
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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節點，各個節點負責實現的功能如下所述：

1. 圖像發布節點：負責采集攝像頭圖像并發布出去。
2. 棋盤識別節點：負責接收圖像話題并進行棋盤識別，然后發布棋盤識別結果。
3. 下棋節點：接收棋盤識別結果和語音識別結果話題，并運行下棋程序，發布下一步的下棋動作。
4. 語音識別節點：讀取麥克風數據并進行語音識別，然后發布語音識別結果。
5. 語音播放節點：接收語音識別結果，并播放想要的語音提示。
6. 建圖節點：負責進行建圖并存儲地圖。
7. 導航節點：進行定位和路徑規劃。
8. 小車控制節點：接收導航節點的結果，并發出小車電機控制指令。
9. 機械臂控制節點：接收下棋節點輸出的結果，并控制機械臂執行取棋、放棋、復位的動作。