[发明专利]基于双目视觉的高分辨率视触觉传感器及点云生成方法

权利要求书

1.一种基于双目视觉的高分辨率视触觉传感器，其特征在于，该视触觉传感器包括接触凝胶层、支撑框架、双目相机和光源；

所述接触凝胶层包括第一凝胶层、第二凝胶层和接触层，所述第一凝胶层下表面和第二凝胶层上表面之间设置有透明隔板，所述第二凝胶层下表面设置有通过水印纸转印的标记点阵列，所述接触层为喷涂在所述标记点阵列上的涂层；

所述接触凝胶层与所述支撑框架构成中空腔体，所述双目相机设置于所述中空腔体，所述双目相机的共有视域覆盖第一区域；所述第一区域为所述接触凝胶层位于所述中空腔体内的区域；

所述光源为所述中空腔体提供照明；

所述基于双目视觉的高分辨率视触觉传感器，其点云生成方法为：

步骤S10，通过图像预处理及斑点检测方法检测双目相机视域中的标记点，并初始化左目图像标记点跟踪位置右目图像标记点跟踪位置为检测到的标记点阵列的中心点，同时记为当前跟踪位置；

步骤S20，通过双目相机采集接触状态下的图像，并对采集到的左目图像和右目图像进行图像预处理，采用斑点检测方法检测左目图像标记点位置右目图像标记点位置并执行：若左目图像和右目图像中均检测到所有标记点，则跳转步骤S40；否则，跳转步骤S30；

步骤S30，采用最近邻匹配方法匹配步骤S20中左目图像标记点检测结果和当前跟踪位置获得匹配点对P₁，分别计算匹配点对P₁中每个点对的欧式距离，若小于设定第二阈值，则用中该点位置更新中对应点位置；否则，不进行更新；

采用最近邻匹配方法匹配步骤S20中右目图像标记点检测结果和当前跟踪位置获得匹配点对P₂，分别计算匹配点对P₂中每个点对的欧式距离，若小于设定第二阈值，则用中该点位置更新中对应点位置；否则，不进行更新；

步骤S40，以步骤S20标记点检测结果更新当前跟踪位置

步骤S50，给定左目图像当前跟踪位置将标记点按照中心点位置从上到下从左到右进行排序，得到排序结果给定右目图像当前跟踪位置将标记点按照中心点位置从上到下从左到右进行排序，得到排序结果

步骤S60，和中标记点的空间位置与阵列位置一一对应，采用双目视觉三角测量方法获取当前接触状态下的触觉点云。

2.根据权利要求1所述的基于双目视觉的高分辨率视触觉传感器，其特征在于，所述第一凝胶层、第二凝胶层，采用硬度15A的透明凝胶材料按照AB组分1:1比例混合后，在凝胶模具中凝固24小时获取。

3.根据权利要求1所述的基于双目视觉的高分辨率视触觉传感器，其特征在于，所述接触层，采用硅胶粘合剂、银硅胶色素和稀释剂按照1:1:3比例混合获得喷涂材料，通过喷枪将所述喷涂材料喷涂在所述标记点阵列上获取。

4.根据权利要求1所述的基于双目视觉的高分辨率视触觉传感器，其特征在于，所述标记点阵列，其空间分辨率高于设定第一阈值，所述第一阈值为1mm。

5.根据权利要求1所述的基于双目视觉的高分辨率视触觉传感器，其特征在于，所述双目相机，其立体标定过程中采用凝胶标定板，所述凝胶标定板，采用硬度15A的透明凝胶材料按照AB组分1:1比例混合后，在凝胶模具中凝固24小时，并通过水印纸转印标定棋盘图案获取。

6.根据权利要求1所述的基于双目视觉的高分辨率视触觉传感器，其特征在于，所述图像预处理，其方法为：

分别用3×3和51×51的高斯核对左目图像和右目图像进行高斯滤波，并两个滤波结果相减去除背景噪声；

对去除背景噪声后的图像进行设定第四阈值的二值化；

对二值化后的图像进行膨胀和腐蚀操作，完成图像预处理。