[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

说明书

本发明涉及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，方法包括：带动触觉传感器在被测物体表面移动，获取法向力和切向力，计算出物体摩擦系数；分别获取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；探测待分类物体的多个物体摩擦系数数据，并进行异常值剔除，然后与联系数据库对比，实现物体分类。与现有技术相比，本发明根据不同材质物体的物体摩擦系数不同的特点，实现物体分类，方案方便可靠，效率高；根据聚类组标准值偏差进行了异常值剔除，提高了物体分类结果的准确性。

技术领域

本发明涉及物体分类领域，尤其是涉及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。

背景技术

随着工业自动化进程的需要，出现了一些通过机器对物体进行触摸从而识别物体信息进行分类处理的方法。

公开号为CN108889636A的发明公开了一种基于机械手触觉分类识别物料的方法，利用不同物料的碰撞变形特性及变形恢复特性有所区别，使得机械手在夹取物料的瞬时加速度波形因物料类型而不同的特性，通过在机械手抓取物料，并采集机械手抓取物料时的加速度信息，形成加速度波形，将该加速度波形与数据库中的加速度波形匹配，从而获取机械手此时抓取的物料的种类，接着机械手根据意识别处物料种类规划移动路径，将物料放入分类盒中，完成物料分类。

该方法通过不同物料的碰撞变形特性及变形恢复特性进行物料分类，但没有考虑物体表面材质或测量设备的误差，无法保证分类结果的准确性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在没有考虑物体表面材质或测量设备的误差，无法保证分类结果的准确性的缺陷而提供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。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种考虑摩擦系数异常值剔除的物体触摸分类方法，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。

进一步地，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。

进一步地，采用非线性最小二乘法求解所述法向力和切向力。

进一步地，所述触觉传感器为六轴力-力矩传感器。

进一步地，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。