随着人工智能热潮的到来,以及人们对于进一步解放生产力和更高生活质量的追求,智能机器人快速发展。中国象棋机器人属于智能娱乐机器人,是一个综合的人工智能系统。中国象棋博大精深,流传久远,为传承传统文化,融合前沿技术而研究的中国象棋机器人具有深远的意义。本文围绕中国象棋机器人展开,重点研究其双目视觉定位和机械手运动学。本文选定ZED双目相机作为双目视觉系统的实验硬件,介绍了双目相机的成像几何模型,包括线性和非线性模型;通过对相机标定的三类方法的比较,采用传统标定法对ZED相机进行双目标定;获得了相机的内外参数后,对标定结果进行验证,并根据畸变模型对相机图像进行畸变校正。通过相机标定获得图像与真实世界的联系后,对以对弈者角度拍摄的空棋盘图像进行识别,以对棋盘格点进行定位。对空棋盘图像进行预处理和几何校正,以获得棋盘的俯视图像,并探究了一种基于“米字格中心点”的棋盘格点检测算法;获得所有棋盘格点后,通过反向映射计算出相机原图像中的棋盘格点,并经相机的内外参数和三角定位法计算出棋盘格点的世界物理坐标,拟合出标准棋盘平面,并对格点进行重定位。获得棋盘格点坐标后,对以对弈者角度拍摄的带棋子的棋盘图像进行识别,以对棋子进行定位。通过与空棋盘图像处理相同的方法,经平面投影变换矩阵获得棋盘与棋子的俯视图像;用霍夫圆检测法检测象棋棋子,获得棋子中心坐标后,与棋盘格点像素坐标进行比对,并根据邻域色调分量判断棋子颜色,生成棋子矩阵,同时根据棋子大小分割出所有棋子图像;经相机的内外参数和三角定位法计算出棋子的世界物理坐标,并进行误差分析。双目视觉系统获得了棋盘与棋子的坐标后,可为机械手执行系统提供位置信息。针对仿人对弈四旋转自由度机械手,设计了一种抓取象棋棋子的末端执行器;根据D-H法建立了机械手关节坐标系,计算了机械手的逆运动学;对机械手在棋盘格点之间的运动进行了Matlab仿真分析,证明了机械手能在棋盘上无死点地运动。