一种桌面兵棋推演的棋牌智能识别定位装置及其使用方法

摘要

本发明公开了一种桌面兵棋推演的棋牌智能识别定位装置及其使用方法，智能识别定位装置包括兵棋桌、棋牌、高清摄像机、射频标签识别系统、数据模拟和训练系统、视频处理系统、棋牌ID信息融合系统、辅助决策显示屏幕以及与之相适配的PC终端；高清摄像机设置于兵棋桌上方，射频标签识别系统包括RF射频标签，RF射频标签设置于棋牌背面；兵棋桌上设有可识别桌面区域，棋牌设置于可识别桌面区域上，兵棋桌下方设屏蔽盒，屏蔽盒中设有读卡器；本发明能力利用深度学习方法有效解决传统图像处理方法建模复杂，环境适应性不好，调参困难的问题；能借助自动化图像生成，避开深度学习方法所需的大量图像标注工作；系统综合识别准确率高、定位快速准确。

说明书

技术领域

本发明涉及智能识别定位技术领域，具体是指一种桌面兵棋推演的棋牌智能识别定位装置及其使用方法。

背景技术

兵棋推演最早起源于中国4000年前，人们使用石块和木条等在地面上对弈的方法演示阵法、研究战争。现代兵棋推演诞生于1811年的欧洲，人们用一幅地图，一套代表军队的硬方块或卡牌，一本详细规则等模拟预测实际作战活动。20世纪末以来，计算机技术的发展带来了兵棋推演的第一次变革，数字化兵棋系统大量涌现。

当前，人工智能AI技术的发展带来了新一轮变革，人们已经不满足在固化的数字系统中研究作战活动，更希望在AI助手的辅助下，更灵活更便捷的构建场景，制定规则，在面对面的桌面场景下开展对抗博弈。

对棋子和卡牌的识别定位是AI兵棋助手的核心任务。在本领域中，目前还没有专门的棋子卡牌识别定位装置。监控安防领域的识别定位装置缺乏小目标的检测能力，无法进行桌面定位、无法准确区分棋牌ID，因此无法直接应用于本领域。运动捕捉等领域的识别装置需要安装特定的感光球，对推演过程形成视觉干扰，而且难以区分棋牌个体，因此也无法直接应用于本领域。

所以，一种识别定位准确、性能稳定的桌面兵棋推演的棋牌智能识别定位装置及其使用方法成为人们亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服上述技术的缺陷，提供：

一种桌面兵棋推演的棋牌智能识别定位装置及其使用方法，所述智能识别定位装置包括兵棋桌、棋牌、高清摄像机、射频标签识别系统、数据模拟和训练系统、视频处理系统、棋牌ID信息融合系统、辅助决策显示屏幕以及与之相适配的PC终端；所述高清摄像机设置于兵棋桌上方，所述射频标签识别系统包括RF射频标签，所述RF射频标签设置于棋牌背面；所述PC终端包括第一PC终端、第二PC终端以及第三PC终端，所述数据模拟和训练系统设置于第一PC终端上，视频处理系统设置于第二PC终端上，所述棋牌ID信息融合系统设置于第三PC终端上；所述兵棋桌上设有可识别桌面区域，所述棋牌设置于可识别桌面区域上，所述兵棋桌下方设屏蔽盒，所述屏蔽盒中设有读卡器；PC终端设为1台或多台，同样属于本权利申明范围；

所述智能识别定位装置的使用方法如下所示：

步骤1、预先准备阶段：将RF射频标签贴于棋牌背面，绑定RF射频标签和棋牌ID信息；拍摄棋牌近景图像，标注建立棋牌标准图像库；安装高清摄像机，拍摄桌面推演背景图像，建立典型光影条件

背景库；

步骤2、模拟训练阶段：用数据模拟和训练设备，从棋牌标准图像库和典型光影背景库中抽取图像进行变换、组合，模拟生成1000幅以上的大样本标注训练样本集，训练yolov5的神经网络模型；

步骤3、测试标定阶段：用视频处理系统对高清摄像机的实时视频流进行图像识别定位，用射频标签识别系统进行棋牌ID的识别，并将两个系统的识别结果传输至棋牌ID信息融合系统，输出棋牌ID识别结果和地图坐标。

进一步地，所述棋牌包括棋子和卡牌。

进一步地，所述屏蔽盒采用电磁屏蔽材质制作而成。

进一步地，所述高清摄像机将采集到的视频、图像数据传输至第一PC终端中的数据模拟和训练系统和第二PC终端中的视频处理系统，经过数据模拟和训练系统预先训练，并由视频处理系统实时处理后将识别结果传输至第三PC终端中的棋牌ID信息融合系统，所述棋牌ID信息融合系统将融合后的信息通过辅助决策显示屏幕进行显示。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明能力利用深度学习方法有效解决传统图像处理方法建模复杂，环境适应性不好，调参困难的问题；能借助自动化图像生成，避开深度学习方法所需的大量图像标注工作；能利用RF射频识别系统弥补相似棋牌的视觉混淆以及环境中的光影干扰等问题；本发明中系统综合识别准确率高、定位快速准确，具有良好的实用性和成本优势；本发明设计合理，值得大力推广。

附图说明

图1是本发明一种桌面兵棋推演的棋牌智能识别定位装置及其使用方法的整体框架图。

图2是本发明中兵棋桌的结构示意图。

图中，1、兵棋桌；2、棋牌；3、高清摄像机；4、射频标签识别系统；5、数据模拟和训练系统；6、视频处理系统；7、棋牌ID信息融合系统；8、辅助决策显示屏幕；9、PC终端；10、RF射频标签；11、第一PC终端；12、第二PC终端；13、第三PC终端；14、可识别桌面区域；15、屏蔽盒；16、读卡器。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

下面结合附图1-2对一种桌面兵棋推演的棋牌智能识别定位装置及其使用方法做进一步的详细说明。

结合附图，一种桌面兵棋推演的棋牌智能识别定位装置及其使用方法，所述智能识别定位装置包括兵棋桌1、棋牌2、高清摄像机3、射频标签识别系统4、数据模拟和训练系统5、视频处理系统6、棋牌ID信息融合系统7、辅助决策显示屏幕8以及与之相适配的PC终端9；所述高清摄像机3设置于兵棋桌1上方，所述射频标签识别系统4包括RF射频标签10，所述RF射频标签10设置于棋牌2背面；所述PC终端9包括第一PC终端11、第二PC终端12以及第三PC终端13，所述数据模拟和训练系统5设置于第一PC终端11上，视频处理系统6设置于第二PC终端12上，所述棋牌ID信息融合系统7设置于第三PC终端13上；所述兵棋桌1上设有可识别桌面区域14，所述棋牌2设置于可识别桌面区域14上，所述兵棋桌1下方设屏蔽盒15，所述屏蔽盒15中设有读卡器16；根据需要，PC终端也可设为1台或多台；

所述智能识别定位装置的使用方法如下所示：

步骤1、预先准备阶段：将RF射频标签10贴于棋牌2背面，绑定RF射频标签10和棋牌ID信息；拍摄棋牌2近景图像，标注建立棋牌标准图像库；安装高清摄像机3，拍摄桌面推演背景图像，建立

典型光影条件背景库；

步骤2、模拟训练阶段：用数据模拟和训练设备，从棋牌标准图像库和典型光影背景库中抽取图像进行变换、组合，模拟生成1000幅以上的大样本标注训练样本集，训练yolov5的神经网络模型；

步骤3、测试标定阶段：用视频处理系统6对高清摄像机3的实时视频流进行图像识别定位，用射频标签识别系统4进行棋牌ID的识别，并将两个系统的识别结果传输至棋牌ID信息融合系统7，输出棋牌ID识别结果和地图坐标。

所述棋牌2包括棋子和卡牌。

所述屏蔽盒15采用电磁屏蔽材质制作而成。

所述高清摄像机3将采集到的视频、图像数据传输至第一PC终端11中的数据模拟和训练系统5和第二PC终端12中的视频处理系统6经过数据模拟和训练系统5预先训练，并由视频处理系统6实时处理后将识别结果传输至第三PC终端13中的棋牌ID信息融合系统7，所述棋牌ID信息融合系统7将融合后的信息通过辅助决策显示屏幕8进行显示。

本发明的具体实施方式如下所示：将RF射频标签10贴于棋牌2背面，绑定RF射频标签10和棋牌ID信息；拍摄棋牌2近景图像，标注建立棋牌标准图像库；安装高清摄像机3，拍摄桌面推演背景图像，建立典型光影条件背景库；用数据模拟和训练设备，从棋牌标准图像库和典型光影背景库中抽取图像进行变换、组合，模拟生成1000幅以上的大样本标注训练样本集，训练yolov5的神经网络模型；用视频处理系统6对高清摄像机3的实时视频流进行图像识别定位，用射频标签识别系统4进行棋牌ID的识别，并将两个系统的识别结果传输至棋牌ID信息融合系统7，输出棋牌ID识别结果和地图坐标；。

本发明能力利用深度学习方法有效解决传统图像处理方法建模复杂，环境适应性不好，调参困难的问题；能借助自动化图像生成，避开深度学习方法所需的大量图像标注工作；能利用RF射频识别系统弥补相似棋牌的视觉混淆以及环境中的光影干扰等问题；本发明中系统综合识别准确率高、定位快速准确，具有良好的实用性和成本优势；本发明设计合理，值得大力推广。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。