[發明專利]一種觸覺傳感器、圖像處理方法及圖像處理系統

在審

• 申請號: 202210915352.4
• 申請日: 2022-07-29
• 公開（公告）號: CN115357136A
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 李皖林;劉航欣
• 申請（專利權）人: 北京通用人工智能研究院
• 主分類號: G06F3/041
• 分類號: G06F3/041;G01L5/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 常芳

本發明提供一種觸覺傳感器、圖像處理方法及圖像處理系統，觸覺傳感器包括：剛性隔斷、圖像采集設備、多個接觸傳感單元以及彈性體，接觸傳感單元的頂部設置有接觸體，接觸傳感單元的底部設置有標記點，剛性隔斷包括多個通腔體，每個接觸傳感單元的至少部分位于對應的通腔體內部，多個接觸傳感單元彼此對應的通腔體不同，接觸傳感單元的至少部分與通腔體之間通過彈性體連接，用于在接觸體受到接觸力的情況下，接觸傳感單元的至少部分在通腔體內運動，圖像采集設備朝向剛性隔斷的底部，用于采集包括標記點的圖像。本發明公開的觸覺傳感器，能夠單獨標定各個標記點，從而獲取更精準的各個標記點對應的力的分布信息。

技術領域

本發明涉及觸覺傳感技術領域，尤其涉及一種觸覺傳感器、圖像處理方法及圖像處理系統。

背景技術

觸覺傳感器是一種測量其本體與環境之間的物理交互信息的設備。觸覺傳感器通常模擬的是生物學意義上的皮膚受體，其能夠檢測由機械刺激、溫度變化等所造成的激勵信號，其中，機械刺激的反饋信息包括力的分布信息。

力的分布信息是機器人操作中十分重要的一項信息來源，因為它可以提供機器人末端執行器與接觸物體或環境的力的交互信息，這其中包括壓力信息，壓力分布，剪切力信息，打滑檢測等等信息。相比于力傳感器只能測量單軸或多軸的凈力值，觸覺傳感器可以有效的測量單軸力或多軸力的分布信息。現有的人造觸覺傳感器在技術上主要分為基于電容的觸覺傳感器、基于壓阻的觸覺傳感器、基于壓電的觸覺傳感器、基于電磁的觸覺傳感器、基于有機場效應管的觸覺傳感器以及基于光學的技術的觸覺傳感器。

目前光學方法中基于相機技術的觸覺傳感器，是使用基于有限元分析的方法，通過給定材料參數的彈性體形變仿真來模擬剛度矩陣，但是各彈性體之間會發生串擾現象，無法單獨進行標定，從而導致測量的力的分布信息并不準確。

因此，如何能夠得到精準的力的分布信息的問題是目前業界亟待解決的重要課題。

發明內容

本發明提供一種觸覺傳感器、圖像處理方法及圖像處理系統，用以解決現有技術中力的分布信息準確度不高的缺陷，獲取更加精準的力的分布信息。

本發明提供一種觸覺傳感器，所述觸覺傳感器包括：剛性隔斷、圖像采集設備、多個接觸傳感單元以及彈性體；

所述接觸傳感單元的頂部設置有接觸體，所述接觸傳感單元的底部設置有標記點；

所述剛性隔斷包括多個通腔體，每個所述接觸傳感單元的至少部分位于對應的通腔體內部；其中，多個所述接觸傳感單元彼此對應的所述通腔體不同；

所述接觸傳感單元的至少部分與所述通腔體之間通過所述彈性體連接，用于在所述接觸體受到接觸力的情況下，所述接觸傳感單元的至少部分在所述通腔體內運動；

所述圖像采集設備朝向所述剛性隔斷的底部，用于采集包括所述標記點的圖像。

可選的，所述觸覺傳感器還包括：柔性膜；

所述柔性膜附著于所述剛性隔斷的頂面。

可選的，所述觸覺傳感器還包括：殼體；

所述剛性隔斷固定連接于所述殼體的內部；

所述圖像采集設備連接于所述殼體的底部。

可選的，所述觸覺傳感器還包括：發光器和遮光板；

所述發光器連接于所述殼體內，且所述發光器設置于所述剛性隔斷的一側，用于為所述圖像采集設備提供光源；

所述遮光板位于所述發光器的上部。

可選的，所述觸覺傳感器還包括：透明支撐；

所述透明支撐設置于所述剛性隔斷以及所述圖像采集設備之間，其中，所述透明支撐用于支撐所述剛性隔斷。