运用机械臂的计算机书法创作系统设计与开发

论文摘要

为了实现运用机械臂的计算机书法创作模拟,本文首先介绍了计算机创作的符合隶书风格的书法字作品。然后,对创作出书法作品的骨架和笔划进行参数化,为进行机械臂书写提供控制信息。并对得到的骨架和笔划宽度等数据信息进行了检测。其次,对机械臂进行了介绍和分析,设计了计算机与机械臂之间的接口,实现了计算机与机械臂的数据通信,以及计算机对机械臂的实时控制。然后,尝试对机械臂的初始位置进行了设置,选择机械臂的运动方式。然后依据书法参数化数据,通过JBI格式文件对机械臂进行控制,完成使用机械臂书写书法作品。最后,通过对实验结果的分析,发现了实验中存在的问题。通过比较实验方法与人的实际书写过程,提出了增加“回笔”方法,得到了良好的实验结果。本论文初步完成了运用机械臂夹持毛笔进行计算机模拟创作过程。由于创作出的作品包含信息的不足,书写效果有待提高。实验结果表明：本论文有效完成了运用机械臂夹持毛笔书写计算机创作的书法作品。由于创作出的作品包含信息的不足,书写效果仍然有需要改进之处。在加入回笔信息之后,书写效果有了较大改善。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外已经进行的相关研究
• 1.2.1 计算机书法的研究
• 1.2.2 关于机械臂以及用户毛笔书写的研究
• 1.3 研究问题与相关工作
• 1.4 本文的主要工作和组织结构
• 第二章 计算机书法创作结果的参数化
• 2.1 笔划轮廓的参数化
• 2.1.1 特征点的检测
• 2.1.2 寻找交叉点
• 2.1.3 轮廓跟踪和参数化
• 2.2 笔划骨架和笔划宽度的参数化
• 2.3 数据检测
• 2.4 本章小结
• 第三章 计算机与机械臂接口的设计
• 3.1 机械臂简介
• 3.2 计算机与机械臂接口设计
• 3.3 本章小结
• 第四章 运用机械臂书写书法作品
• 4.1 机械臂书写的起始点位置
• 4.2 JBI文件介绍
• 4.3 JBI工作文件的生成算法
• 4.4 机械臂进行书法书写
• 4.4.1 毛笔的固定
• 4.4.2 机械臂运动方式的选择
• 4.4.3 机械臂书法作品书写
• 4.5 本章小结
• 第五章 结果分析和改进
• 5.1 结果分析
• 5.2 实验思路的改进
• 5.2.1 关键点的寻找
• 5.2.2 关键点的连接
• 5.2.3 数据改进后的结果测试
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结和展望
• 附录
• 致谢
• 参考文献
• 关键代码
• 头文件
• 数据定义
• 数据检测
• 计算机与机械臂接口
• 机械臂的初始化
• 机械臂书写时初始位置的设定
• 打开串口
• 运动方式的选择
• 发送数据
• 计算机控制机械臂运动
• 书写结束之后关闭程序