[发明专利]一种考虑摩擦系数异常值剔除的物体触摸分类方法和系统

权利要求书

1.一种考虑摩擦系数异常值剔除的物体触摸分类方法，其特征在于，包括以下步骤：

物体摩擦系数获取步骤：带动触觉传感器在被测物体表面移动，通过所述触觉传感器获取触觉信息，该触觉信息包括法向力和切向力，以所述法向力和切向力之比作为物体摩擦系数；

所述法向力F_n的计算表达式为：

式中，q为触觉传感器测量的接触点力矩，n为触觉传感器的接触面法向量；

所述切向力F_t的计算表达式为：

F_t＝p-F_n

式中，p为触觉传感器测量的三维作用力；

样本数据聚类步骤：获取多个已知样本，分别采用所述物体摩擦系数获取步骤得到各个已知样本的物体摩擦系数，构建物体摩擦系数数据集；对所述物体摩擦系数数据集进行聚类，获取各聚类组标准值偏差，进行异常值剔除，并建立物体类型与物体摩擦系数的联系数据库；

触摸分类步骤：获取待分类物体，采用所述物体摩擦系数获取步骤得到该待分类物体的多个物体摩擦系数数据，获取所述多个物体摩擦系数数据的标准值偏差，进行异常值剔除，然后将剩余的物体摩擦系数数据分别与所述联系数据库对比，获取该待分类物体对应的物体类型，实现物体分类。

2.根据权利要求1所述的一种考虑摩擦系数异常值剔除的物体触摸分类方法，其特征在于，采用非线性最小二乘法求解所述法向力和切向力。

3.根据权利要求1所述的一种考虑摩擦系数异常值剔除的物体触摸分类方法，其特征在于，所述触觉传感器为六轴力-力矩传感器。

4.根据权利要求1所述的一种考虑摩擦系数异常值剔除的物体触摸分类方法，其特征在于，通过机械臂带动触觉传感器在被测物体表面移动。

5.根据权利要求1所述的一种考虑摩擦系数异常值剔除的物体触摸分类方法，其特征在于，利用SPSS系统计算数据的标准值偏差，从而进行所述异常值剔除。

6.一种考虑摩擦系数异常值剔除的物体触摸分类系统，其特征在于，包括触觉传感器、机械臂和控制器，所述触觉传感器和机械臂均连接所述控制器，所述机械臂连接所述触觉传感器，所述控制器的数据处理过程包括以下步骤：

物体摩擦系数获取步骤：带动触觉传感器在被测物体表面移动，通过所述触觉传感器获取触觉信息，该触觉信息包括法向力和切向力，以所述法向力和切向力之比作为物体摩擦系数；

样本数据聚类步骤：获取多个已知样本，分别采用所述物体摩擦系数获取步骤得到各个已知样本的物体摩擦系数，构建物体摩擦系数数据集；对所述物体摩擦系数数据集进行聚类，获取各聚类组标准值偏差，进行异常值剔除，并建立物体类型与物体摩擦系数的联系数据库；

触摸分类步骤：获取待分类物体，采用所述物体摩擦系数获取步骤得到该待分类物体的多个物体摩擦系数数据，获取所述多个物体摩擦系数数据的标准值偏差，进行异常值剔除，然后将剩余的物体摩擦系数数据分别与所述联系数据库对比，获取该待分类物体对应的物体类型，实现物体分类。

7.根据权利要求6所述的一种考虑摩擦系数异常值剔除的物体触摸分类系统，其特征在于，所述触觉传感器包括相互连接的半球形传感器外壳和六轴力-力矩传感器，所述六轴力-力矩传感器用于测量所述半球形传感器外壳产生的力-力矩的测量值，所述控制器根据所述力-力矩的测量值计算接触点在所述半球形传感器外壳上的坐标、法向力和切向力。

8.根据权利要求7所述的一种考虑摩擦系数异常值剔除的物体触摸分类系统，其特征在于，所述法向力F_n的计算表达式为：

式中，q为触觉传感器测量的接触点力矩，n为触觉传感器的接触面法向量；

所述切向力F_t的计算表达式为：

F_t＝p-F_n

式中，p为触觉传感器测量的三维作用力。