[发明专利]一种基于视觉的多阵列点三维力测量方法及其装置

权利要求书

1.一种基于视觉的多阵列点三维力测量方法，其特征在于，包括：

获取柔性透明微柱阵列受三维力作用后的形变图像；

将所述形变图像输入至解耦网络模型，输出所述三维力的感知数据；

其中，所述解耦网络模型是基于所述柔性透明微柱阵列受标准三维力作用后的样本形变图像以及对应的识别标签进行训练后获得的，所述识别标签是根据所述标准三维力预先确定的，并与所述样本形变图像一一对应；

所述将所述形变图像输入至解耦网络模型，输出所述三维力的感知数据之前，还包括：

向所述柔性透明微柱阵列施加标准三维力，并获取所述柔性透明微柱阵列受所述标准三维力作用后的样本形变图像；

将所述样本形变图像输入至预训练解耦网络模型中，提取柔性透明微柱阵列的形变和弯曲特征，将所述形变和弯曲特征与所述标准三维力的感知数据相对应，建立所述识别标签；

通过多次改变标准三维力的方向及大小，并获取每次改变后的所述柔性透明微柱阵列的形变图像；

将每个不同的标准三维力与相应的形变图像的一一对应，完成对所述柔性透明微柱阵列受标准三维力作用后的样本形变图像以及对应的识别标签的训练，获取所述解耦网络模型；

所述形变图像包括所述柔性透明微柱阵列的形变和弯曲特征。

2.根据权利要求1所述的基于视觉的多阵列点三维力测量方法，其特征在于，所述柔性透明微柱在受到水平力时向所述水平力的方向弯曲，所述水平力越大，所述柔性透明微柱弯曲的角度越大；

所述柔性透明微柱在受到垂直力时会发生形变，所述垂直力越大，所述柔性透明微柱形变后的半径越大。

3.根据权利要求根据权利要求1所述的基于视觉的多阵列点三维力测量方法，其特征在于，所述将所述形变图像输入至解耦网络模型，输出所述三维力的感知数据之前，还包括：

利用聚焦算法，对所述形变图像进行清晰化处理。

4.根据权利要求1所述的基于视觉的多阵列点三维力测量方法，其特征在于，所述三维力的感知数据，包括：垂直力分量、水平力X轴分量和水平力Y轴分量。

5.一种基于视觉的多阵列点三维力测量装置，所述多阵列点三维力测量装置用于执行如权利要求1所述的基于视觉的多阵列点三维力测量方法，具体包括：

图像传感器、柔性透明微柱阵列和图像处理单元；

所述柔性透明微柱阵列由多个柔性透明微柱组成；

所述柔性透明微柱在所述三维力的作用下发生形变和弯曲；所述图像传感器用于采集所述柔性透明微柱阵列发生形变和弯曲后的图像；所述图像处理单元至少包括解耦网络模块，所述解耦网络模块用于根据所述图像，获取所述三维力的感知数据。

6.根据权利要求5所述的基于视觉的多阵列点三维力测量装置，其特征在于，所述柔性透明微柱的高度和相邻所述柔性透明微柱的间距由所述柔性透明微柱的直径确定。

7.根据权利要求5所述的基于视觉的多阵列点三维力测量装置，其特征在于，所述柔性透明微柱的顶端设置有漫反射涂料。

8.根据权利要求5所述的基于视觉的多阵列点三维力测量装置，其特征在于，还包括平面光源和透镜模组；所述透镜模组位于所述柔性透明微柱阵列与所述图像传感器中间；所述平面光源位于所述图像传感器侧，用于对所述柔性透明微柱阵列进行照明。

9.根据权利要求5所述的基于视觉的多阵列点三维力测量装置，所述柔性透明微柱阵列的制备方法，包括：

将光刻胶旋涂在制备容器的内表面；

将所述制备容器进行曝光及显影处理；

将所述柔性透明微柱阵列的预设图形，设置于所述制备容器的内表面的所述光刻胶上，制作柔性透明微柱阵列的模具；

将制作所述柔性透明微柱整列中柔性透明微柱的预聚物与硅油按设定比例均匀混合后，浇筑于所述模具上，并加热固化后，倒模制成所述柔性透明微柱阵列。