[发明专利]一种基于弹性体三维形变的触觉传感器及检测方法

摘要

本发明涉及一种基于弹性体三维形变的触觉传感器及检测方法。传感器部分主要包括弹性体、双目相机和照明光源；双目相机和照明光源均位于弹性体的上方，双目相机通过弹性体的形变采集到图像信息并求得接触力的大小，随后计算出接触力的方向及分布。本发明通过设计全新的结构，依靠采集弹性体的三维形变进行分析计算从而得到接触力的大小及方向，且结构简单，布线方便，能够极大的降低整体成本。

主权项

1.一种基于弹性体三维形变的触觉传感器的检测方法，其特征在于：过程如下：当弹性体受力变形时，双目相机在正上方同时采集弹性体变形图像，然后提取图片中的特征点并对两幅图像中的特征点进行匹配，再与经过标定的双目相机的参数进行运算，得到标记点的三维坐标，进而获得弹性体的三维形变数据，利用接触力与弹性体三维形变的关系，求得接触力的大小，并计算出接触力的方向和分布；具体包括以下步骤：(1)图像采集与特征点的提取：控制双目相机同时采集弹性体图像，然后，利用标记点与背景的灰度差提取标记点图像，以其面积大小和圆度值为条件，过滤掉周围的噪声点并做出标记，记录其坐标位置，按照标记点的排列方式对其排序，以此顺序识别出双目相机图像中相同的对应点；(2)特征点的三维坐标：利用标记点在图像坐标系中的二维坐标，计算得到标记点在世界坐标系中的三维坐标，进而实现弹性体变形的三维重构；(3)弹性体变形分析：分析弹性体接触变形，首先确定了弹性体的材料属性和尺寸，然后模拟了弹性体在各种情况下的受力，并进行分析，最后把变形分析结果记录汇总；(4)接触力的计算：以弹性体三维形变数据为基础，并以此数据与弹性体未变形时的三维数据比较，得到弹性体的绝对变形量；利用分析结果得到变形量与接触力的关系得到不同变形下接触力的大小，并进一步得到接触力的方向和分布。