[发明专利]一种基于被动式触须传感器的形状识别方法及系统

权利要求书

1.一种基于被动式触须传感器的形状识别方法，其特征在于，包括：

确定被动式触须传感器的输出电压；

基于所述输出电压计算所述被动式触须传感器触碰到待识别物体时受到的合力；

根据所述合力计算接触面切线与X轴方向的夹角；所述接触面切线为所述被动式触须传感器与所述待识别物体接触面的切线；

根据所述夹角计算所述被动式触须传感器的触须末端的位置；

根据所述触须末端的位置识别所述待识别物体的形状；

其中，所述被动式触须传感器包括左侧悬梁臂、右侧悬梁臂、中心连接块以及触须；所述左侧悬梁臂和所述右侧悬梁臂分别设置在所述中心连接块的左侧和右侧，所述触须设置在所述中心连接块上；所述左侧悬梁臂上设置有第一压敏电阻和第二压敏电阻，所述右侧悬梁臂上设置有第三压敏电阻和第四压敏电阻；

所述触须末端的位置的计算公式如下：

其中，x表示触须末端位置的x坐标，y表示触须末端位置的y坐标，θ_b为接触表面切线与X轴方向的夹角，F表示被动式触须传感器触碰到待识别物体时受到的合力，θ表示触须的截面转角，θ_d′表示合力F与X轴的夹角，E表示触须的弹性模量，I表示触须横截面对中心轴的惯性矩。

2.根据权利要求1所述的基于被动式触须传感器的形状识别方法，其特征在于，所述被动式触须传感器的输出电压的计算公式如下：

其中，Vout表示被动式触须传感器的输出电压，Vcc表示供电电压，R₁、R₂、R₃、R₄表示四个压敏电阻的阻值，M表示触须根部对中心块施加的弯矩，w表示悬梁臂的抗弯界面模量，k′表示系数，σ₂表示第二压敏电阻的所受应力，σ₃表示第三压敏电阻的所受应力。

3.根据权利要求1所述的基于被动式触须传感器的形状识别方法，其特征在于，所述根据所述触须末端的位置识别所述待识别物体的形状，具体包括：

将所述触须末端的位置连接起来复现所述待识别物体的表面形状。

4.一种基于被动式触须传感器的形状识别系统，其特征在于，包括：

输出电压确定模块，用于确定被动式触须传感器的输出电压；

合力计算模块，用于基于所述输出电压计算所述被动式触须传感器触碰到待识别物体时受到的合力；

夹角计算模块，用于根据所述合力计算接触面切线与X轴方向的夹角；所述接触面切线为所述被动式触须传感器与所述待识别物体接触面的切线；

末端位置计算模块，用于根据所述夹角计算所述被动式触须传感器的触须末端的位置；

识别模块，用于根据所述触须末端的位置识别所述待识别物体的形状；

其中，所述被动式触须传感器包括左侧悬梁臂、右侧悬梁臂、中心连接块以及触须；所述左侧悬梁臂和所述右侧悬梁臂分别设置在所述中心连接块的左侧和右侧，所述触须设置在所述中心连接块上；所述左侧悬梁臂上设置有第一压敏电阻和第二压敏电阻，所述右侧悬梁臂上设置有第三压敏电阻和第四压敏电阻；

所述触须末端的位置的计算公式如下：

其中，x表示触须末端位置的x坐标，y表示触须末端位置的y坐标，θ_b为接触表面切线与X轴方向的夹角，F表示被动式触须传感器触碰到待识别物体时受到的合力，θ表示触须的截面转角，θ_d′表示合力F与X轴的夹角，E表示触须的弹性模量，I表示触须横截面对中心轴的惯性矩。

5.根据权利要求4所述的基于被动式触须传感器的形状识别系统，其特征在于，所述被动式触须传感器的输出电压的计算公式如下：

其中，Vout表示被动式触须传感器的输出电压，Vcc表示供电电压，R₁、R₂、R₃、R₄表示四个压敏电阻的阻值，M表示触须根部对中心块施加的弯矩，w表示悬梁臂的抗弯界面模量，k′表示系数，σ₂表示第二压敏电阻的所受应力，σ₃表示第三压敏电阻的所受应力。