[發明專利]一種基于接近覺和觸覺傳感器仿生手學習抓取物體的方法

有效

• 申請號: 201711054673.5
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN107891421B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 黃強;祝敏;余張國;陳學超;明愛國;于大程;秦鳴悅
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于接近覺和觸覺傳感器仿生手學習、抓取物體的方法，所述仿生手包括接近覺傳感器、觸覺傳感器、AD采集裝置和控制處理單元，所述方法包括以下步驟：

步驟S1：仿生手上電程序初始化，轉到步驟S2；

步驟S2：預先建立好仿生手抓取物體的所有姿勢的數據庫，對所有抓取姿勢進行編號并存儲，轉到步驟S3；

步驟S3：將仿生手設置成學習狀態，轉到步驟S4；

步驟S4：將要抓取的物體放于仿生手前10mm處，仿生手可以利用接近覺傳感器左右、上下移動找到物體的中心位置，轉到步驟S5；

步驟S5：利用接近覺傳感器測量提取物體的特征參量，采集完成后，與建立的抓姿庫的某種抓姿編號對應，完成特征參量與抓姿的關聯，隨后轉到步驟S6；

步驟S6：判斷是否繼續學習；如果還需要繼續學習，則轉到步驟S4，重復上述動作，如果不需要，則轉到步驟S7；

步驟S7：將仿生手設置成工作狀態，轉到步驟S8；

步驟S8：判斷物體并抓取，轉到步驟S9；

步驟S9：判斷是否切換到學習狀態， 如果切換到學習狀態，則轉到步驟S4，如果不切換，則轉到步驟S8。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S8進一步包括，將要抓取的物體放于傳感器能夠探測的范圍之內，仿生手接近物體，并使所述物體處于手掌中心位置，利用觸覺傳感器判斷出距離物體的零點位置，然后移動到距離物體一定距離處，采集物體特征參量，與所述數據庫中特征參量比對，找到最接近的特征參量，取出與該特征參量相對應的抓姿編號，控制手采取這種抓姿抓取物體。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟S8將要抓取的物體放于仿生手前能夠探測的范圍之內是30mm以內處。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于，所述特征參量包括第一特征參量，所述第一特征參量能夠反映物體的材料和/或與所述仿生手正對的面積的變化。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述接近覺傳感器的輸出橫向兩端輸出信號為V_s1、V_s3，縱向兩端輸出信號為V_s2、V_s4，電源電壓為V₀；所述接近覺傳感器為n×n陣列，陣列中的電阻為r，陣列外的電阻為R₀，陣列數為n；由接近覺傳感器輸出信號V_s1、V_s3、V_s2、V_s4得到

I_all是所述第一特征參量，I_x為傳感器陣列橫向矩陣電流，I_y為傳感器陣列縱向矩陣電流，x_c、y_c為物體中心在仿生手的手掌的位置。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，依據式(4)、(5)調節仿生手的手掌挪動，直到x_c、y_c為零；這時仿生手處于物體中心位置。