基于 FPGA 的机器博弈五子棋游戏

 

李杨,周玉乾,刘佳诚

南京工业大学

 

概述

       

人工智能是近年来很活跃的研究领域之一,计算机博弈是人工智能研究的重要分支,人工智能中大多以棋类游戏(如象棋、围棋、五子棋等)为例来研究计算机博奕规律,例如 Google 旗下的 AlphaGo 就是选择利用围棋。本设计制作了一个基于 FPGA 的蓝牙笔遥控机器博弈五子棋游戏。传统的计算机博弈算法一般是使用 CPU 来实现,在博弈算法发展迅速的今天,博弈算法产生的大数据计算效率和棋局评估的准确度是博弈类游戏的两个重要影响因子。由于采用串行计算的 CPU 在运算速度上存在先天的不足,因此本设计使用 FPGA 作为算法的载体,充分发挥 FPGA 并行计算所具有的先天优势,实现了对计算过程的加速从而提高计算效率和准确度。

 

五子棋是一种深受大众喜爱的游戏,其规则简单,变化多端,非常富有趣味性和消遣性。棋类游戏在具备娱乐性、益智性的同时也因为其载体大多是手机,电脑等移动互联网设备导致现代社会低头族等现象更加严重,危害青少年的身体健康。同时,移动互联网设备受限于 I/O 设备的数量,无法实现双人同屏在线游戏,丧失了游戏的一部分趣味性和体验性。因此我们在体感游戏的启发下,设计了可以远程遥控的蓝牙笔和对应的云端平台,给用户提供双人同屏、双人异地等优秀的游戏体验。

 

 主要创新点

⒈VGA 界面显示不同于传统的五子棋游戏,像素风的游戏风格、多样的鼠标样式、高度可视化的游戏提示,都打破了传统 VGA 游戏的局限性,开创了新型FPGA 游戏设计的风格。

2.游戏操作由传统的鼠标等 I/O 设备转化为无线蓝牙笔,弥补了双人对战时鼠标无法单独进行操作的缺点,优化了用户的操作体验

3.在传统硬件游戏上添加了同步的云端平台,可以实现双人异地在线游戏,在一定程度上突破了空间对游戏体验的限制。

4,使用 Verilog 重写博弈算法,利用 FPGA 并行计算的先天优势加速了计算过程,提高了计算效率和准确度,优化了游戏体验。

5.云端数据传输时,通过 websocket 技术使后台主动向前端发送数据,避免轮询查询数据导致资源占用过多 。

 

系统架构

img1

 

                                                 Overall structure of the system

更改

                                                    

 

设计演示

        

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D:\zyq\蓝牙笔模块.jpg

 

img7

 

img8D:\zyq\系统整体结构图.jpg

 

Source Code Github Link

https://github.com/Starrynightzyq/ZYNQ-PYNQ-Z2-Gobang

2019年3月12日 12:38
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