研究成果

研究圖片

             研究成果

研究圖片

(1)   結合HMM頻譜模型及ANN韻律模型之國語語音合成

(Mandarin Speech Synthesis Combining HMM Spectrum Model and ANN Prosody Model) 

支援語音信號與音標符號之同步式播放，可應用於機器人說話。

支援音色變換功能，如把女生音色變成男生音色。

http://guhy.csie.ntust.edu.tw/hmmsyn/

(2)   使用ANN抖音參數模型之國語歌聲合成

(Mandarin Singing Voice Synthesis Using ANN Vibrato-parameter Models)

支援歌聲信號與音標符號之同步式播放，可應用於人形機器人唱歌。

可合成抖音與轉音之歌唱技巧。

 http://guhy.csie.ntust.edu.tw/vibrato/

(3) 聲源三維方位之偵測系統

(A Three-dimensional Sound Source Localization System)

即時偵測一聲源在三維空間之方位。

 水平角與仰角分別的平均誤差是3.43 度與2.08 度。

(4) 使用實數倒頻譜係數與隨機正負邏輯之聲訊浮水印方法

(An Audio Watermarking Method Using Real Cepstral Coefficient and Random Positive-Negative Logic)

以 隨機正負邏輯序列 來增進強健性 (可抵抗MP3壓縮之攻擊)。

研究成果

研究圖片

研究成果

研究圖片

(1)以影像處理之方法實現車道線辨識並追蹤行車的道路偏移響應以及偵測前車跟車距離，從道路偏移量的響應曲線估測出駕駛人之延遲時間或駕駛人狀態，讓車輛的控制補償器有依據做調整進而增進行車安全與駕駛性能。

即時的行車狀態下,估算在有事件狀態下駕駛延遲狀態的延遲時間。

(2)以影像處理以找出未知位置的目標物三維座標、以及一工作空間上的預定接觸點，以此引導三軸機器平台的接觸終端子移動並循此期望軌跡移動。

循跡的同時須控制接觸終端子與目標物間的接觸力於理想範圍內，使其能與目標物表面維持接觸。

(3)手機擷取影像並結合車輛安全資訊，偵測高速公路上前車距離， 以及偵測車輛是否與車道偏移 。

(4)以自行車外掛式動力設備，不破壞原自行車本體結構，並以馬達模擬阻力與助力。

研究成果

研究圖片

研究成果

研究圖片

(1)材料機械性質的非接觸量測

Non-contact measurement of mechanical properties

(使用Instron萬能試驗機及其光學延伸計) 

(2)訊號完整性分析與量測

Signal integrity analysis and measurement 

(使用Agilent ADS, EMPro, CST Microwave Studio) 

(3)落摔分析

Drop analysis and simulation

力學分析/多物理量分析(使用ANSYS, HyperMesh, LS-DYNA) 

 (4)自製五軸加工機 Self-developed five-axis machining 

(使用UG NX軟體)

研究成果

研究圖片

研究成果

研究圖片

(1)本研究為自製一架帶有機械手臂的移動型機器人，用以減少人們在進行資源回收時必須反覆抓取物件與分類造成的職業傷害問題。設計之移動型機器人包含機械手臂、移動機構、數具攝影機以及瓶罐分類控制模組，可對飲料罐類型可回收垃圾進行全自主偵測、撿拾與分類回收的動作。

整體作動流程為，藉由機身攝影機與影像辨識搜尋視野內之空瓶，並進行與空瓶間相對距離之估測，以上述結果為基礎驅動機器人本體接近目標物後，再更進一步對目標物進行姿態估測，以利計算出適合手臂夾爪夾取之三維角度，最終將目標物放置於分類模組中進行辨識與分類，結束其流程。

(2)此研究針對近年來蓬勃發展的機器人導航技術，以結合了影像車道線、樓層跨越與無線訊號解決影像死角的方式，做一整體的系統整合與實地測試。機器人整體系統中使用筆電、Arduino控制板與Wixel無線控制板分別進行影像運算、命令接收與傳送以及發送無線訊號的設備，並以自製之重心自調式機體設計，達成以相對小型之機體攀爬樓梯的行為。

整體流程為機器人針對不同環境切換影像辨識的模式，並於各處影像死角中以無線訊號進行相對距離的估算與告知，使機器人可適時切換辨識方式並調整攝影機視角。實驗中機器人可全自主走完134.6公尺的距離，其中包括經由樓梯攀爬三層樓。

(3)撓性結構因輕量化所產生之低阻尼比特性，使撓性結構受到微小外力干擾會持續振盪，嚴重影響控制精確度。因此本研究探討以雙軸馬達驅動之大型撓性薄板系統運動過程中所產生之振動行為，並加入壓電主動式抑振控制降低整體撓性結構振動行為。

本研究建立整體大型撓性結構數學模型，並為簡化多變量控制器設計，採用兩階段控制器設計方式，針對雙軸馬達考慮系統整體效應，並以集中式控制概念設計追跡控制器；接著進一步於撓性薄板黏貼壓電材料以進行單輸入單輸出系統之主動式抑振控制器設計。本研究以模擬方式探討多種控制組合之抑振效果，證實所提及之兩階段控制設計可行性與混合控制架構可有效降低薄板模態與馬達給予之複雜干擾。

(4)結合機器視覺與運動控制之影像伺服技術進行自動對位是精密量測與製造產業中重要的關鍵技術。因為系統組裝與技術整合容易的緣故，現有業界常採用以位置誤差迴授為基礎之影像伺服架構進行精密定位，然而若校正不準確，則會累積定位誤差。

研究團隊自行架設的XYθ平台進行影像對位實驗探討其應用價值，開發以MPC為基礎之影像伺服自動對位系統，並以XYθ平台孔鞘自動微對位應用為例進行圖像特徵點的追跡研究探討，並加入set-point改善馬達與相機之間取樣時間不同的問題，實驗證實此方法能達到良好的影像對位結果。

研究成果

研究圖片

研究成果

研究圖片

(1)手術機器人之機構設計

(Mechanism design in surgical robotics)

「手術機器人(Surgical Robots)」即可輔助進行手術過程的機器人。「手術機器人(Surgical Robotics)」為國際上新興且熱門的研究領域，其涉及的技術範圍相當廣泛，本研究室主要著重在手術機器人的機構設計與機電整合，致力開發各式不同的手術機器人機構與機電系統。

(2)手術器械之創新設計

(Design innovation for surgical instruments)

手術器械是外科醫師進行手術時所運用的工具，其用途及種類五花八門，常見的功用包括切斷、扶持、夾持組織等。手術器械的使用，會直接影響手術順利進行與否，設計不良的器械，不但無法提供外科醫師有效的協助，更有可能妨礙手術進行，或因疏忽下的操作不慎，造成病人生命危險。因此，手術器械的設計，在手術方面占了很重要的一席之地。本實驗室研究方向之一，即從事各式手術器械的創新或改良設計，希望能開發出更多更好的手術器械，為外科手術的技術提昇帶來貢獻。

(3)可重構機構與機器人

當一機構在操作過程中，若其構造會產生變化，則該機構稱為「可重構機構(Reconfigurable mechanism)」或「可變拓樸機構(Variable topology mechanism)」。日常生活中，有許多機構可隨著操作過程中構造的改變而產生有趣的應用，例如，摺疊腳踏車、按鈕式鎖和創意玩具。本實驗室研究主題之一，即針對可重構機構的構造特性進行研究，並探討可重構機構的分析與設計方法及其應用。

(4)機構與機器科學史(History of mechanism and machine science)

「機構與機器科學(Mechanism and machine science)」是一門歷史悠久的學科，早在數個世紀前便有許多著名的科學家與工程師進行這方面的研究。早期有許多相當精巧的機構或機器被發明出來（例如：阿基米德螺旋取水機），其背後蘊含著相當多有趣的數學定理或機構理論，這些偉大的發明與理論仍被不少現代機構科學家所推崇，甚至相信仍可從中為現代機構科學研究帶來啟發。

基於以上動機，本實驗室研究方向之一，即探討中西方古代著名機器發明之機構原理內涵，除了在這尋古過程中得到樂趣外，亦期待能從為實驗室其它研究帶來啟發。