基于嵌入式系统的解魔方机器人设计

摘要

设计了一种可以将任意打乱的三阶魔方复原的魔方机器人,该机器人由控制器、4个USB相机和两个机械手组成。其中控制器使用了ARM架构的RK3288开发板,其功能是控制相机对魔方的初始状态进行拍摄,根据拍摄的图片对魔方进行色块识别和求解,然后根据求解的指令驱动机械手动作,复原魔方。机械手有旋转和夹紧两个动作,分别用步进电机和气爪实现。在软件设计上,通过优化Kociemba魔方求解算法和优化从Kociemba算法得到的复原指令,使电机动作时间达到理论上的最短。实验测试结果表明:本文设计的魔方机器人可以在10s以内复原绝大部分三阶魔方,基本达到了预期的目标。