[发明专利]一种小型机器人触觉对物体进行探测与识别的方法

说明书

技术领域

本发明属于机器人应用技术领域，具体涉及一种小型机器人触觉对物体进行探测与识别的方法。

背景技术

当前机器人实现物体的探测与识别绝大部分是基于视觉。视觉已能够对目标物体进行较精确的探测，也能识别出绝大部分物体，但是只依赖视觉在实际应用场景中仍存在较多的限制，如环境(光线等)的变化引起的视觉误差，还有对于两个视觉上相似度极高的物体的视觉区分度过小等。基于触觉的物体探测与识别可以有效地规避这些外界因素带来的干扰。首先触觉不会受到环境的影响，其次，对于某些视觉上特别相似的物体如新鲜的苹果和内部腐烂的苹果，通过触觉可以有效地进行识别分类。当前也有公开技术是关于机器人触觉识别的，中国专利CN2820474公开了一种阵列式机器人触觉传感器，但是，该传感器进行机器人的触觉感知与物体识别是建立在物体表面，通过多个传感器获取到物体表面的凹凸形状信息形成图像并处理，本质上与视觉图像处理相当，只是使用了传感器进行数据采集，且不能推广应用于小型机器人。

发明内容

本发明的目是为克服已有机器人基于视觉实现物体的探测与识别的不足之处，提出一种小型机器人触觉对物体进行探测与识别的方法，该方法可以通过触觉对物体的内在属性进行分析，并实现不同物体之间的精确分类。

本发明的特点及有益效果在于：可以通过触觉完成对只使用视觉无法分类的物体进行分类，同时本发明在小型机器人上具有高度可拓展性。

附图说明

图1是本发明方法的实施例装置布置俯视图。

具体实施方式

本发明提出的一种小型机器人触觉对物体进行探测与识别的方法结合附图及实施例说明如下：

本实施例中所采用的设备：探测与识别装置、分类器、铝质连接件、毫米直尺、预装有视觉和机械运动控制上位机程序的笔记本电脑(上位机程序负责与Arduino UNO通信以控制Arduino UNO控制板采集和发送信息)一台以及四个方形标定物。所述的探测与识别装置如图1所示，包括Bighand机械手夹持器1、用于抓取的桌面型机械臂2、单目摄像头3、及与Bighand机械手夹持器1相连的机械臂末端接口4；传感器、预先存储有机械运动控制下位机程序(下位机程序负责采集传感器信息并控制舵机运动)的Arduino UNO控制板、安装在Bighand机械手夹持器1上的RB‐150舵机(图1中未标示出)，其中传感器包括sparkFun Flex2.2弯曲传感器、基于sparkFun 402压力传感器的2*2压力传感器阵列、sparkFun FSR406单点压力传感器。本实施例的探测与识别装置的组装，具体包括：

a)制作sparkFun 402压力传感器的2*2压力传感器阵列：取4片sparkFun 402压力传感器、2片42mm*38mm的矩形亚克力板和4片直径为5mm(约为sparkFun402压力传感器直径的一半)的圆形亚克力板；将一片矩形亚克力板平放在桌面上，然后将4片压力传感器均匀粘连在该亚克力板上，其中两片引脚朝上，两片引脚朝下，且引脚保持平行，4片压力传感器对称分布；然后将4片圆形亚克力板分别粘连在4片传感器中心，最后将剩余的一片矩形亚克力板平盖在4片圆形亚克力板上，并与4片圆形亚克力板粘连固定，制得sparkFun 402压力传感器的2*2压力传感器阵列。

b)将1片sparkFun FSR406单点压力传感器，1片步骤a)制得的sparkFun 402压力传感器的2*2压力传感器阵列分别平贴于Bighand机械手夹持器1的左右爪内测，并粘连固定。

c)将sparkFun Flex2.2弯曲传感器平贴至夹持器左爪外侧。

d)通过铝质连接件将Bighand机械手夹持器装配在桌面型机械臂2的末端接口4，用螺丝固定。

e)将单目摄像头3置于距离桌面型机械臂2底部中心约20cm的地方，使得机械臂回归零点调整摄像头位置直到摄像头视线平行于机械臂臂末端且摄像头底部与机械臂底部持水平，然后固定摄像头，完成机械臂初始化。

f)将单目摄像头3、Arduino UNO控制板通过usb连线连接至笔记本电脑，并开启笔记本电脑中的视觉和机械运动控制上位机程序。

本实施例提出的一种采用上述设备的小型机器人触觉对物体进行探测与识别的方法，本实施例待识别的目标物为水果类物体，具体实施步骤如下：

1)对探测与识别装置进行标定，获得实际视野距离，将目标物体放置在摄像头视野中；具体包括：