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研究生：	葉柏超 Yeh, Po-Chao
論文名稱：	具自主學習與修正之中文書法機器手臂的設計與實現 Design and Implementation of Chinese Calligraphy-Writing Robot with Autonomous Learning and Correction
指導教授：	王偉彥 Wang, Wei-Yen
口試委員：	王坤卿 Wang, Kun-Ching 陳翔傑 Chen, Hsiang-Chieh 王偉彥 Wang, Wei-Yen 蔣欣翰 Chiang, Hsin-Han
口試日期：	2022/01/06
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	電機工程學系 Department of Electrical Engineering
論文出版年：	2022
畢業學年度：	110
語文別：	中文
論文頁數：	105
中文關鍵詞：	並聯式機器手臂、中文書法寫字系統、假設生成網路、自主學習、影像轉換動作
英文關鍵詞：	Delta Robot, Chinese Calligraphy-Writing System, Hypothesis Generation Net, Self-Learning, Image to Action translation
研究方法:	實驗設計法
DOI URL：	http://doi.org/10.6345/NTNU202200891
論文種類：	學術論文
相關次數：	點閱：102 下載：0
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第一章 緒論 1
1 研究動機與背景 1
2 研究目的 2
2.1 中文書法寫字系統改善 2
2.2 假設生成網路(HGN)實作驗證 3
3 研究方法 4
4 研究架構 5
第二章 文獻探討 6
1 並聯式機器手臂(Delta Robot)簡介 6
2 正向、逆向運動學 數學式推導(Delta Robot Kinematics) 8
2.1 正向運動學 12
2.2 逆向運動學 16
2.3 毛筆筆尖座標修正 22
3 中文書法寫字機器人簡介 24
4 假設生成網路(Hypothesis Generation Net) 簡介 26
5 圖形分群(k-means) 28
6 旋轉矩陣 29
7 影像特徵轉換 30
8 線性回歸(Linear Regression) 33
9 誤差收斂與優化 36
第三章 研究設計 37
1 實驗條件與環境 37
1.1 並聯式機器手臂硬體架構 37
1.2 並聯式機器手臂硬體組裝過程 42
1.3 控制軟體平台 43
1.4 並聯式機器手臂工作區軟體模擬 44
2 實驗過程步驟 (書法寫字系統程式流程) 46
2.1 假設生成網路訓練 46
2.2 中文書法寫字系統主要運作流程 49
2.3 寫字系統筆畫輸入細部流程 50
2.4 並聯式機器手臂(Delta Robot)寫字細部流程 52
2.5 筆畫路徑誤差計算與修正流程 53
3 實驗相關函式演算法 57
3.1 筆畫處理函式 57
3.2 座標轉換函式 64
3.3 矩陣運算函式 64
3.4 軸卡控制函式 65
3.5 筆畫骨架路徑誤差計算與修正函式 66
第四章 研究結果 68
1 假設生成網路(HGN)訓練實驗結果 68
1.1 HGN訓練輸入目標筆畫 68
1.2 機器手臂書寫筆畫結果(摘錄) 69
1.3 HGN筆畫訓練誤差計算結果 74
2 Delta Robot中文書法寫字系統實驗數據 76
2.1 中文書法筆畫輸入 76
2.2 機器手臂書寫永字筆畫過程影像 78
2.3 筆畫骨架影像與座標矩陣(摘錄) 79
2.4 書寫永字筆畫誤差修正結果 81
3 問題討論 83
4 實驗誤差 86
5 分析比較 87
第五章 研究結論與未來展望 89
1 總結整理 89
2 未來展望 89
參考文獻 90
附 錄 一 93
附 錄 二 98
附 錄 三 99
附 錄 四 100
附 錄 五 101
自    傳 104
學術成就 105
                                

[1] W.-Y. Wang, M.-J. Hsu, L.-A. Yu, Y.-H. Chien, and C.-C. Hsu,“Deep Learning-Based Hypothesis Generation Model and Its Application on Virtual Chinese Calligraphy-Writing Robot,”IEEE Access, vol. 8, no.1, pp. 87243-87251, May. 2020.
[2] Y.-H. Chien, M.-J. Hsu, L.-A. Yu, W.-Y. Wang, and C.-C. Hsu,“Robotic calligraphy system using delta-like robot manipulator and virtual brush model,”iRobotics, vol. 2, no. 4, pp. 1-6, Dec. 2019.
[3] C.-Y. Tzou, M.-J. Hsu, J.-Z. Jian, Y.-H. Chien, W.-Y. Wang, and C.-C. Hsu,“Mathematical analysis and practical applications of a serial-parallel robot with delta-like architecture,”International Journal of Engineering Research & Science (IJOER), vol. 2, no. 5, pp. 80-91, May 2016.
[4] 機械結構示意圖 https://stackoverflow.com/questions/18162880/how-to-correctly-compute-direct-kinematics-for-a-delta-robot
[5] M.-J. Hsu, Y.-H. Chien, W.-Y. Wang, and C.-C. Hsu,“Design and implementation of robotic calligraphy system,”in Proc. of the 2017 International Conference on Advanced Robotics and Intelligent Systems, Sept 2017.
[6] M.-J. Hsu, Y.-H. Chien, Y.-T. Wu, W.-Y. Wang, and C.-C. Hsu,“Mechanical Design and Kinematics Analysis of Robotic Calligraphy System Using a Delta-Like Robot Manipulator,” 2019 International Conference on Fuzzy Theory and Its Applications.
[7] M.-J. Hsu, Y.-H. Chien, W.-Y. Wang, and C.-C. Hsu,“Virtual Chinese Calligraphy-Writing Robot with Memory System,”in Proc. of the 2020 International Conference on Pervasive Artificial Intelligence (ICPAI 2020), Dec. 2020.
[8] 彭彥嘉，”並聯式三軸機器人位置運動學分析”，機械工業雜誌，84頁，329期，2010年8月號。
[9] T.Y. Zhang and C.Y. Suen,“A fast parallel algorithm for thinning digital pattern,”Communications of the ACM, Vol. 27, No. 3, pp. 236-239, 1984.
[10] F. Chao, J. Lv, D. Zhou, L. Yang, C. M. Lin, C. Shang and C. Zhou,“Generative Adversarial Nets in Robotic Chinese Calligraphy,”IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), May 21-25, 2018.
[11] F. Yao, G. Shao and J. Yi, “Extracting the Trajectory of Writing Brush in Chinese Character Calligraphy,”Engineering Applications of Artificial Intelligence, vol. 17, no. 6, pp. 631-644, 2004.
[12] Y. Sun, H. Qian and Y. S. Xu, “A Geometric Approach to Stroke Extraction for the Chinese Calligraphy Robot,”IEEE International Conference on Robotics & Automation (ICRA) Hong Kong Convention and Exhibition Center, May 31-June 7, 2014.
[13] J. M. Lam and Y. Yam,“Stroke Trajectory Generation Experiment for a Robotic Chinese Calligrapher Using a Geometric Brush Footprint Model,” IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, October 11-15, 2009.
[14] L. Gan, W. Fang, F. Chao, C. Zhou, L. Yang, C. M. Lin and C. Shang,“Towards a Robotic Chinese Calligraphy Writing Framework,”IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics, December 12-15, 2018.
[15] F. Chao, Y. Huang, C. M. Lin, L. Yang, H. Hu and C. Zhou,“Use of Automatic Chinese Character Decomposition and Human Gestures for Chinese Calligraphy Robots,”IEEE Transactions on Human-Machine System, Vol. 49, NO.1, February 2019.
[16] F. Yao and G. Shao,“Modeling of Ancient-style Chinese Character and Its Application to CCC Robot,”Proceedings of IEEE International Conference on Networking, Sensing and Control, pp. 72-77, Ft. Lauderdale, USA, August 2006.
[17] J. Li, W. Sun and M. C. Zhou,“Teaching a Calligraphy Robot via a Touch Screen,”IEEE International Conference on Automation Science and Engineering(CASE) Taipei, Taiwan, August 18-22, 2014.
[18] Y. Sun, H. Qian and Y. Xu,“Robot learns Chinese Calligraphy from Demonstrations,”IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS 2014), September 14-18, 2014.
[19] 維基百科(k-means) https://zh.wikipedia.org/wiki/K-%E5%B9%B3%E5%9D%87%E7%AE%97%E6%B3%95
[20] 維基百科(歐拉角公式) https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%AC%A7%E6%8B%89%E8%A7%92
[21] 維基百科(旋轉矩陣) https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%97%8B%E8%BD%AC%E7%9F%A9%E9%98%B5

電子全文延後公開
2027/02/08

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