基于力传感信号学习的机器人多风格书法研究
发布时间：2021-07-31 11:58
结合力信息和机器学习算法对书法机器人进行研究,可以更好地体现书法风格,并为机器人在其他复杂任务中的提供较高的参考意义。当前书法机器人的应用以示教为主,为了提高机器人学习书法风格的能力,论文提出了一种结合力传感技术与学习算法的机器人书法方案,并通过实验进行了验证与分析。论文首先通过力传感器采集示范者书写汉字的接触力特征,获得书法竖直方向上的轨迹坐标,使用神经网络学习书法风格,最后结合细化算法与接触力特征,获取机器人书法过程中的轨迹,并结合以上技术完成了机器人书法云仿真平台的开发。论文主要研究内容有以下几点:（1）提出了处理示范者书法接触力信号的方法。该方法首先设计了一款固定在力传感器上的毛笔夹具,使用力传感器配合夹具采集力信号,并且使用多个拟合方程归纳接触力特征,经过参数对比,选用正弦方程来建立回归模型,对毛笔笔触进行了弹性分析,最终获取笛卡尔坐标系中Z方向的轨迹。（2）针对论文中使用的书法风格数据集特征较为复杂的特点,对传统Le Net-5卷积神经网络进行改进,并通过实验进行效果对比,证明了改进后的Le Net-5可以更好的学习书法风格。并基于Cycle GAN构建了不同书法风格之间的...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
徐扬生[5]等人提出的书法机器人
湘潭大学硕士学位论文3图1.2徐扬生[5]等人提出的书法机器人图1.3李蓬勃[6]等人设计的Delta书法机器人图1.4宁俤修[7]等人提出的机器人书法方案1.2.2书法机器人的轨迹规划方法研究现状书法机器人早期的研究以示教再轨迹规划为主，Yao[9]等人在机器人书法方面建立一个中国汉字数据库来保留机器人的书写数据，他对篆书、隶书、楷书、行书和草书这几种不同风格的书法都建了对应的书法数据库，他将汉字的书写拆解为28种基本笔画，然后根据汉字的结构对拼凑笔画形成汉字。东北大学的满永奎[10]等人结合插值算法和机器人工作空间的坐标变换设计了一款控制系统，通过直角坐标型机器人表现出来，通过调节电机的偏移量完成书法任务。宫晓博[11]等人通过标准库提取TTF字库的轮廓信息，结合样条曲线等相关算法提出了一种应用于书法的插补算法，实现了机器人书写汉字轮廓。张传剑[12]等人通过CAD对汉字进行分段，然后获取各端点的坐标值，然后在各个端点处根据笔画走向选择提笔或者衔接，然后生成能被机器人控制器识别的离线程序，使用MOTOMAN-UP6机器人进行书法实验。日本庆应大学的诚一郎桂[13]等人研发了一套书法机器人，他们借助安装在机器人上的传感器，由示范者拖动书写，然后借助传感
湘潭大学硕士学位论文3图1.2徐扬生[5]等人提出的书法机器人图1.3李蓬勃[6]等人设计的Delta书法机器人图1.4宁俤修[7]等人提出的机器人书法方案1.2.2书法机器人的轨迹规划方法研究现状书法机器人早期的研究以示教再轨迹规划为主，Yao[9]等人在机器人书法方面建立一个中国汉字数据库来保留机器人的书写数据，他对篆书、隶书、楷书、行书和草书这几种不同风格的书法都建了对应的书法数据库，他将汉字的书写拆解为28种基本笔画，然后根据汉字的结构对拼凑笔画形成汉字。东北大学的满永奎[10]等人结合插值算法和机器人工作空间的坐标变换设计了一款控制系统，通过直角坐标型机器人表现出来，通过调节电机的偏移量完成书法任务。宫晓博[11]等人通过标准库提取TTF字库的轮廓信息，结合样条曲线等相关算法提出了一种应用于书法的插补算法，实现了机器人书写汉字轮廓。张传剑[12]等人通过CAD对汉字进行分段，然后获取各端点的坐标值，然后在各个端点处根据笔画走向选择提笔或者衔接，然后生成能被机器人控制器识别的离线程序，使用MOTOMAN-UP6机器人进行书法实验。日本庆应大学的诚一郎桂[13]等人研发了一套书法机器人，他们借助安装在机器人上的传感器，由示范者拖动书写，然后借助传感
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于Delta结构的书法机器人的研制[J]. 李蓬勃,张弛,马硕,冯贺松. 机床与液压. 2019(21)
[2]基于云平台的NAO机器人语音处理[J]. 陈佳欣,王大东,孙明辰,王晓宇. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2019(06)
[3]阿里云牵头搭建“工业机器人云平台”，可在云端管理机器人[J]. 智能机器人. 2019(05)
[4]基于主曲线的书法字动态重现算法[J]. 杨晨旭,张红云,苗夺谦. 模式识别与人工智能. 2019(09)
[5]一种基于ROS的机器人云平台架构设计[J]. 陈彬,黎晓东,尹作重. 制造业自动化. 2019(08)
[6]基于机器学习方法的智能机器人探究[J]. 李昊朋. 通讯世界. 2019(04)
[7]软笔书写机器人的研究与设计[J]. 宁俤修,王中天,许晓飞. 电子技术. 2017(07)
[8]采用力反馈技术的毛笔建模[J]. 郭超,侯增选,杨广卿,郑栓柱. 浙江大学学报(工学版). 2017(09)
[9]工业机器人离线编程商业软件系统综述[J]. 魏志丽,宋智广,郭瑞军. 机械制造与自动化. 2016(06)
[10]书写机器人研究综述[J]. 曾华琳,黄雨轩,晁飞,周昌乐. 智能系统学报. 2016(01)
博士论文
[1]工业机器人智能运动控制方法的分析与研究[D]. 丁度坤.华南理工大学 2010
[2]古代书法批评模式研究[D]. 杨疾超.华中师范大学 2008
硕士论文
[1]CCNN在艺术风格多分类中的应用研究[D]. 徐籽莹.南京大学 2019
[2]基于阻抗控制的弱刚性构件双机器人协同磨抛技术研究[D]. 杨一帆.华中科技大学 2019
[3]基于SOA的云机器人资源调度框架研究[D]. 王少昌.西安工业大学 2019
[4]基于深度卷积神经网络和进化策略算法的机器人端对端伺服控制[D]. 宋仕杰.华中科技大学 2019
[5]基于力传感器的工业机器人恒力磨抛系统研究[D]. 高培阳.华中科技大学 2019
[6]云平台下的家庭安防机器人的设计与实现[D]. 陆继桥.哈尔滨理工大学 2019
[7]基于生成对抗网络与逆向强化学习的机器人汉字笔画书写方法研究[D]. 吕骥图.厦门大学 2018
[8]智能机器人自主书写方法的研究[D]. 黄雨轩.厦门大学 2017
[9]基于云平台的移动机器人监控系统研究[D]. 邹光.哈尔滨工程大学 2017
[10]基于图像识别的机器人毛笔书法研究[D]. 钱自强.东南大学 2016
本文编号：3313424
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
徐扬生[5]等人提出的书法机器人
湘潭大学硕士学位论文3图1.2徐扬生[5]等人提出的书法机器人图1.3李蓬勃[6]等人设计的Delta书法机器人图1.4宁俤修[7]等人提出的机器人书法方案1.2.2书法机器人的轨迹规划方法研究现状书法机器人早期的研究以示教再轨迹规划为主，Yao[9]等人在机器人书法方面建立一个中国汉字数据库来保留机器人的书写数据，他对篆书、隶书、楷书、行书和草书这几种不同风格的书法都建了对应的书法数据库，他将汉字的书写拆解为28种基本笔画，然后根据汉字的结构对拼凑笔画形成汉字。东北大学的满永奎[10]等人结合插值算法和机器人工作空间的坐标变换设计了一款控制系统，通过直角坐标型机器人表现出来，通过调节电机的偏移量完成书法任务。宫晓博[11]等人通过标准库提取TTF字库的轮廓信息，结合样条曲线等相关算法提出了一种应用于书法的插补算法，实现了机器人书写汉字轮廓。张传剑[12]等人通过CAD对汉字进行分段，然后获取各端点的坐标值，然后在各个端点处根据笔画走向选择提笔或者衔接，然后生成能被机器人控制器识别的离线程序，使用MOTOMAN-UP6机器人进行书法实验。日本庆应大学的诚一郎桂[13]等人研发了一套书法机器人，他们借助安装在机器人上的传感器，由示范者拖动书写，然后借助传感
湘潭大学硕士学位论文3图1.2徐扬生[5]等人提出的书法机器人图1.3李蓬勃[6]等人设计的Delta书法机器人图1.4宁俤修[7]等人提出的机器人书法方案1.2.2书法机器人的轨迹规划方法研究现状书法机器人早期的研究以示教再轨迹规划为主，Yao[9]等人在机器人书法方面建立一个中国汉字数据库来保留机器人的书写数据，他对篆书、隶书、楷书、行书和草书这几种不同风格的书法都建了对应的书法数据库，他将汉字的书写拆解为28种基本笔画，然后根据汉字的结构对拼凑笔画形成汉字。东北大学的满永奎[10]等人结合插值算法和机器人工作空间的坐标变换设计了一款控制系统，通过直角坐标型机器人表现出来，通过调节电机的偏移量完成书法任务。宫晓博[11]等人通过标准库提取TTF字库的轮廓信息，结合样条曲线等相关算法提出了一种应用于书法的插补算法，实现了机器人书写汉字轮廓。张传剑[12]等人通过CAD对汉字进行分段，然后获取各端点的坐标值，然后在各个端点处根据笔画走向选择提笔或者衔接，然后生成能被机器人控制器识别的离线程序，使用MOTOMAN-UP6机器人进行书法实验。日本庆应大学的诚一郎桂[13]等人研发了一套书法机器人，他们借助安装在机器人上的传感器，由示范者拖动书写，然后借助传感
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于Delta结构的书法机器人的研制[J]. 李蓬勃,张弛,马硕,冯贺松. 机床与液压. 2019(21)
[2]基于云平台的NAO机器人语音处理[J]. 陈佳欣,王大东,孙明辰,王晓宇. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2019(06)
[3]阿里云牵头搭建“工业机器人云平台”，可在云端管理机器人[J]. 智能机器人. 2019(05)
[4]基于主曲线的书法字动态重现算法[J]. 杨晨旭,张红云,苗夺谦. 模式识别与人工智能. 2019(09)
[5]一种基于ROS的机器人云平台架构设计[J]. 陈彬,黎晓东,尹作重. 制造业自动化. 2019(08)
[6]基于机器学习方法的智能机器人探究[J]. 李昊朋. 通讯世界. 2019(04)
[7]软笔书写机器人的研究与设计[J]. 宁俤修,王中天,许晓飞. 电子技术. 2017(07)
[8]采用力反馈技术的毛笔建模[J]. 郭超,侯增选,杨广卿,郑栓柱. 浙江大学学报(工学版). 2017(09)
[9]工业机器人离线编程商业软件系统综述[J]. 魏志丽,宋智广,郭瑞军. 机械制造与自动化. 2016(06)
[10]书写机器人研究综述[J]. 曾华琳,黄雨轩,晁飞,周昌乐. 智能系统学报. 2016(01)
博士论文
[1]工业机器人智能运动控制方法的分析与研究[D]. 丁度坤.华南理工大学 2010
[2]古代书法批评模式研究[D]. 杨疾超.华中师范大学 2008
硕士论文
[1]CCNN在艺术风格多分类中的应用研究[D]. 徐籽莹.南京大学 2019
[2]基于阻抗控制的弱刚性构件双机器人协同磨抛技术研究[D]. 杨一帆.华中科技大学 2019
[3]基于SOA的云机器人资源调度框架研究[D]. 王少昌.西安工业大学 2019
[4]基于深度卷积神经网络和进化策略算法的机器人端对端伺服控制[D]. 宋仕杰.华中科技大学 2019
[5]基于力传感器的工业机器人恒力磨抛系统研究[D]. 高培阳.华中科技大学 2019
[6]云平台下的家庭安防机器人的设计与实现[D]. 陆继桥.哈尔滨理工大学 2019
[7]基于生成对抗网络与逆向强化学习的机器人汉字笔画书写方法研究[D]. 吕骥图.厦门大学 2018
[8]智能机器人自主书写方法的研究[D]. 黄雨轩.厦门大学 2017
[9]基于云平台的移动机器人监控系统研究[D]. 邹光.哈尔滨工程大学 2017
[10]基于图像识别的机器人毛笔书法研究[D]. 钱自强.东南大学 2016
本文编号：3313424
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