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全自动麻将机的牌面检测装置的设计

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1 绪论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 牌面检测技术的国内外研究现状

1.3 本文的主要研究内容

1.4 论文结构

2 全自动麻将机牌面检测装置的总体方案及主要技术特征

2.1 全自动麻将机的牌面检测装置的总体方案

2.2 全自动麻将机的牌面检测装置的总体结构

2.3 全自动麻将机的牌面检测装置的可行性分析

2.4 全自动麻将机的牌面检测装置的主要技术

3 全自动麻将机的牌面检测装置的硬件电路的设计

3.1 单片机硬件系统的电路设计

3.2 ARM硬件系统的电路设计

4 全自动麻将机的牌面检测装置的软件设计与调试

4.1 单片机系统的软件设计与调试

4.2 ARM系统的软件设计与调试

5 实验研究

5.1 基于单片机方案系统的实验

5.2 基于ARM方案系统的实验

5.3 单片机方案和ARM方案实现效果分析

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

附录A 单片机方案系统主要程序

附录B ARM方案系统主要程序

附录C 单片机方案全自动麻将机牌面检测装置系统实物图

附录D ARM方案全自动麻将机牌面检测装置系统实物图

附录E 全自动麻将机牌面检测装置系统实物图

作者简历

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摘要

麻将现如今已经发展成为一项国际性体育赛事,由此催生的全自动麻将机的市场也逐渐呈现了国际化的市场扩展趋势。现有的麻将机都是利用磁性原理制成的,但是,根据磁性原理制成的麻将机对麻将牌提出了一定的限制和要求,同时还存在制作成本高、制作工艺复杂、后续维护成本高、方便作弊等缺点,提出一种“去磁化”的全自动麻将机原理有助于解决由于磁性材料带来的问题。本文综述了国内外全自动麻将机以及牌面识别技术发展的现状,针对现有全自动麻将机存在的缺点,提出设计一种基于图像处理与图像识别算法的牌面检测装置。文中详细地介绍了全自动麻将机牌面检测装置实现的两种方案:方案一是以16位MC9S12XS128单片机作为系统的控制器,方案二是以32位的STM32F103ZETT6作为系统的控制器。
  首先,对装置的硬件进行介绍。详细地阐述了各个功能模块的硬件选型与电路设计。硬件功能模块主要包括:主控模块、麻将牌面图像采集、图像数据存储、实时显示等。在硬件介绍的最后分别附上了硬件设计的原理图、PCB图。
  其次,在对硬件平台介绍的基础上,对各个硬件模块的软件功能与设计流程进行阐述。完成摄像头初始化,摄像头驱动,图像采集,灰度化、滤波以及二值化等预处理步骤,最终完成嵌入式全自动麻将机牌面装置的图像采集与处理的软件设计,实现麻将牌牌面信息的提取,从而完成麻将牌正反面的判断识别。
  在详细地介绍了两套全自动麻将机牌面检测装置的硬件和软件后,对实验样机进行了机械结构设计与搭建,然后对两套方案进行了相关的实验研究,测定系统识别的准确率,以对系统的可靠性进行评定。
  最后,实验效果表明在一定光照以及速度范围内,两套全自动麻将机牌面识别装置的可靠性和准确性都是比较好的。该装置在一定程度上实现了全自动麻将机的“去磁化”,满足了预期设定的目标,同时为后人进行基于图像识别算法的全自动麻将机牌面检测的进一步深入研究提供了一定的借鉴。

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