臺灣博碩士論文加值系統

自 Leap Motion 體感控制器發佈以來，提供了影像辨識與精細的手勢辨識。而本論文利用 Leap Motion 體感控制器與輪型機器手臂軟硬體設備結合，透過個人電腦與藍芽設備來達成此系統的溝通橋樑，進而完成手勢與輪型機器手臂的人機互動，而此設備應用相當廣泛，因輪型機器手臂可以深入各種危險災害場所之中，只要是人類無法到達接近或觸摸的地方，都可以使用輪型機器手臂來完成，如：災害救護、醫療手術等。
本系統是以 Processing 與 Arduino IDE 做為開發程式，透過 Leap Motion 體感控制器的肢體骨架辨識，進而將使用者的手勢變化轉換成數位訊號，而Arduino Yun 再將訊號轉換成各角度，使輪型機器手臂可以任意方向移動或延伸夾取物品，或將影像訊號傳輸至使用者端畫面，以達監控目標。

A Leap Motion controller has functions of fine image and gesture recognition. In the present study, we combined a Leap Motion controller and a wheel-shaped robot arm and used a personal computer and Bluetooth technology as communication tools to achieve human–computer interactions between gestures and the wheel-shaped robot arm. This system can be widely applied because the wheel-shaped robot arm has applications in various hazardous locations where humans cannot reach (e.g., disaster rescue operations and medical procedures).
This system used the Processing and Arduino Integrated Development Environment (IDE) as a development program, utilized the Leap Motion controller to recognize limbs and the skeleton, and converted the user gestures into digital signals. Subsequently, Arduino transformed the signals into various angles to enable the wheel-shaped robot arm to move in any direction, to grab an object, or to transmit video signals to a user screen to facilitate monitoring.

摘　　要 i
Abstract ii
誌　　謝 iii
目　　錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
符號說明 ix
第一章　緒論 1
1.1　前言 1
1.2　研究背景 2
1.3　研究動機 2
1.4　相關研究 3
1.4.1　基於Leap Motion之三維手寫中文文字特徵擷取 3
1.4.2　用Leap Motion實作手指顫抖的分析並與帕金森氏症做連結 3
1.4.3　Leap 虛擬沙畫系統 3
1.4.4　仿人形機械手臂設計及控制之研究 4
1.5　論文架構 4
第二章　系統原理 5
2.1　數位影像辨識 5
2.2　紅外線成像技術（IR） 6
2.3　深度（景深）傳感成像 8
2.4　Leap Motion 手勢控制 10
2.4.1 Frames 物件 10
2.4.2　Frame motion 11
2.4.3　Hand model 12
2.4.4　手指與工具模型（Finger and Tool models） 15
2.4.5　手勢（Gestures） 17
2.5 Leap Motion 座標向量系統 21
2.5.1 Leap Motion 座標系統 21
2.5.2 Leap Motion 向量系統 22
2.6 Leap Motion 藍芽傳送 24
第三章　系統架構 26
3.1　Leap Motion 體感控制器 26
3.2　Arduino Yun 開發板 28
3.3　Bluetooth 藍芽 31
3.4　Robotic Arm 機器手臂 32
第四章　實驗結果與討論 35
4.1　Leap Motion 體感控制輪型機器人 35
4.1.1　Leap Motion 體感控制輪型機器人實驗結果分析與討論 37
4.2　Leap Motion 體感控制輪型機器手臂 41
4.2.1　Leap Motion 體感控制輪型機器人實驗結果分析與討論 43
4.3　Arduino Yun 控制輪型機器手臂 47
4.3.1　Arduino Yun控制輪型機器手臂實驗結果分析 48
第五章　結論與未來展望 49
5.1　結論 49
5.2　貢獻 49
5.3　未來展望 50
參考文獻 51
簡 歷 53

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