[发明专利]触觉传感器

权利要求书

1.一种用于机器人的触觉传感器，该触觉传感器包括：

可弹性变形元件，该可弹性变形元件包括外冲击面和具有销、脊或这两者的下表面，每个下表面销或脊包括标记，并且所述可弹性变形元件附接到夹持器；

摄像头，该摄像头位于所述夹持器的腔体中以捕获所述标记的图像；

存储器，该存储器具有存储的数据，所述存储的数据包括具有相应的预学习的力的模式的、预学习的标记位置的集合的图像数据，每个预学习的标记位置的集合对应于预学习的力的模式；

图像处理器，该图像处理器在操作上连接到所述摄像头和所述存储器，所述图像处理器被配置为：

检测所述标记在捕获图像中的位置；

基于距离函数，将所述捕获图像中检测到的标记位置与所述预学习的标记位置的集合进行比较，以确定每个所述预学习的标记位置的集合的匹配值的质量；

使用用户选择的最佳匹配函数来确定最佳质量匹配的预学习的力的模式，以计算最佳匹配集合的预学习的标记位置和相应的最佳质量匹配的预学习的力的模式，所述用户选择的最佳匹配函数应用于所确定的质量的匹配值；

基于所确定的最佳匹配的预学习的力的模式，来识别作用于所述可弹性变形元件上的力的模式；以及

输出识别出的力的模式，以基于识别出的作用于可变形元件上的力的模式来启动所述夹持器的夹持器动作。

2.根据权利要求1所述的触觉传感器，其中，所述图像处理器通过使用图像测量功能识别所述捕获图像当中的图像中的测量出的图像位置坐标，来转换所述捕获图像中的每个标记的位置。

3.根据权利要求2所述的触觉传感器，其中，将检测到的每个标记位置求和作为检测到的所述标记位置与所述预学习的标记位置之间的欧几里得距离，从而形成所述标记的捕获图像与所述标记的预学习图像之间的匹配距离。

4.根据权利要求1所述的触觉传感器，其中，确定作用于所述可弹性变形元件上的力的模式包括使用机器视觉算法。

5.根据权利要求1所述的触觉传感器，其中，所述作用于所述可弹性变形元件上的力的模式包括以下中的一者或组合：垂直压力Z、中心压力、偏置压力、侧向剪切力X、剪切力Y、在俯仰、偏航或滚动方向上的扭矩、挤压侧向力X、展开侧向力X、展开侧向力Y、或挤压剪切力Y。

6.根据权利要求1所述的触觉传感器，其中，所述夹持器附接至机器人，所述机器人是被配置为移动的动态机器人，并且基于所述夹持器动作来控制所述夹持器，所述夹持器被配置为接受由所述图像处理器通过其它传感器数据确定的或者由所述夹持器的用户确定的其他夹持器动作，所述其它传感器数据是从与所述图像处理器通信的其他传感器获得的。

7.根据权利要求1所述的触觉传感器，其中，用于将检测到的标记位置与所述预学习的标记位置的集合进行比较的距离函数是基于欧几里得距离函数的。

8.根据权利要求1所述的触觉传感器，其中，使用包括以下的所述用户选择的匹配函数来确定所述最佳匹配集合的预学习的标记位置：(1)经由所述距离函数的最佳质量的匹配；(2)用户选择数量的最佳质量的匹配值当中的预定加权平均值、或者动态可更新的所有质量的匹配值的用户指定的加权函数；或(3)所有质量的匹配值的预定加权和。

9.根据权利要求1所述的触觉传感器，其中，每个力的模式包括：垂直于所述外冲击面的力、扭矩力和剪切力的集合，其中，当力施加到所述外冲击面时，所述外冲击面弹性变形，导致所述下表面销、脊或这两者经历使所述标记移位的挠曲运动。

10.根据权利要求1所述的触觉传感器，其中，所述外冲击面在当没有力施加至所述外冲击面时的未变形状态和当力施加至所述外冲击面使所述外冲击面弹性变形导致所述下表面销、脊或这两者经受使所述标记移位的挠曲运动时的弹性变形状态之间变化，并且其中所述图像处理器通过评估在所述未变形状态和所述弹性变形状态之间所述下表面销、脊或这两者的相对位置，来比较所述捕获图像中的所述标记位置。