[發明專利]用于機器人的書法臨摹方法、裝置及機器人

在審

• 申請號: 201911380411.7
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111152234A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 劉培超;邢淑敏;郎需林;劉主福
• 申請（專利權）人: 深圳市越疆科技有限公司
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J9/16
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 郭燕;彭家恩

本發明提供一種用于機器人的書法臨摹方法、裝置及機器人。該方法包括：從參考圖像中獲取待臨摹漢字的風格特征描述參數，風格特征描述參數包括總的筆畫數目、筆畫順序、筆畫的起點和終點、筆畫的平均寬度、骨架點的坐標和骨架點處的筆畫寬度、筆畫的傾斜角度和筆畫的骨架長度中的部分或者全部；根據風格特征描述參數確定機械臂運動時的三維運動軌跡控制參數；利用機器人運動學逆解，根據三維運動軌跡控制參數確定機械臂的關節值；根據所確定的機械臂的關節值控制機械臂運動，帶動機械臂所夾持的書寫工具在書寫平臺上進行書寫。該方法通過風格特征描述參數對待臨摹漢字的特征進行量化，提高了機器人臨摹書法的準確性與相似度。

技術領域

本發明涉及機器人運動控制與軌跡規劃技術領域，具體涉及一種用于機器人的書法臨摹方法、裝置及機器人。

背景技術

中國書法有著上千年的悠久歷史，是中華民族的文化瑰寶，是人類文明的寶貴財富。書法作為最具中國特色的傳統文化之一，其傳承與發展的重要性不言而喻。然而由于書法風格多種多樣，書寫過程千變萬化，因此通常情況下人們需要花費數年時間進行練習才能達到較好的書寫水平。

隨著科技的迅速發展，機器人可以模仿人類進行各種復雜的作業任務。尤其近年來，隨著體積更小、操作精度更高的協作機械臂的誕生，機械臂已經被嘗試運用到書法的復現和示教領域，例如可以用于對書法初學者的教學演示，可以在一定程度上釋放人力資源。然而目前機器人進行書法臨摹時，對于原書法字體風格的還原度及準確性均無法達到理想效果。因此，用于機器人的書法臨摹方法還存在需要改進的地方。

發明內容

本發明實施例提供一種用于機器人的書法臨摹方法、裝置及機器人。

第一方面，本發明實施例提供一種用于機器人的書法臨摹方法，包括：

從參考圖像中獲取待臨摹漢字的風格特征描述參數，風格特征描述參數包括總的筆畫數目、筆畫順序、筆畫的起點和終點、筆畫的平均寬度、骨架點的坐標和骨架點處的筆畫寬度、筆畫的傾斜角度和筆畫的骨架長度中的部分或者全部；

根據風格特征描述參數確定機械臂運動時的三維運動軌跡控制參數；

利用機器人運動學逆解，根據三維運動軌跡控制參數確定機械臂的關節值；

根據所確定的機械臂的關節值控制機械臂運動，帶動機械臂所夾持的書寫工具在書寫平臺上進行書寫。

一種實施例中，從參考圖像中獲取待臨摹漢字的風格特征描述參數包括：

對參考圖像進行去噪處理和二值化處理；

提取待臨摹漢字的骨架線；

根據提取的骨架線確定待臨摹漢字的筆畫順序；

確定每一個筆畫包括的骨架點的坐標和骨架點處的筆畫寬度。

一種實施例中，根據風格特征描述參數確定機械臂運動時的三維運動軌跡控制參數包括：

根據骨架點的坐標確定機械臂運動時的XY平面軌跡坐標；

根據骨架點處的筆畫寬度確定機械臂運動時的Z軸坐標。

一種實施例中，所述方法還包括：

根據如下公式確定實際書寫圖像與參考圖像的相似度：

S＝k₁I+k₂B+k₃E；k₁+k₂+k₃＝1；