[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

摘要

本发明涉及一种小型机器人触觉对物体进行探测与识别的方法，属于机器人应用领域，该方法包括获得实际视野距离，将目标物体放置在摄像头视野中；将目标物体在摄像头视野坐标转换为物体实际视野坐标，计算机械臂旋转角度α；控制机械臂旋转至α，夹持器合拢直往前探索，不断靠近目标物体，当检测到弯曲传感器已经弯曲，准备进行抓取；控制板不断采集并检测传感器阵列和单点压力传感器的数据，当检测到单点压力传感器的数值达到设定的压力阈值后，通过传感器阵列的值判断出抓取点处在物的中心；通过触觉对目标物体进行数据采集、训练分类器、实时抓取完成目标物体的识别。该方法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。

主权项

一种小型机器人触觉对物体进行探测与识别的方法，其特征在于，该方法采用的设备包括：探测与识别装置、分类器、预装有视觉和机械运动控制上位机程序的PC机一台，以及标定物；所述的探测与识别装置包括Bighand机械手夹持器、用于抓取的桌面型机械臂、单目摄像头、及与Bighand机械手夹持器相连的机械臂末端接口；传感器、预先存储有机械运动控制下位机程序的Arduino UNO控制板、安装在Bighand机械手夹持器上的RB‐150舵机，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；该方法包括以下步骤：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；2)视觉粗定位：确定目标物体在摄像头视野中的中心坐标,并转换为物体实际视野坐标，计算得到的机械臂旋转角度α；3)精确定位：根据得到的机械臂旋转角度α，控制机械臂旋转至α，夹持器合拢直往前探索，不断靠近目标物体，当检测到弯曲传感器已经弯曲，则判断已经探索到目标物体，然后通过Arduino UNO控制板张开夹持器，准备进行抓取；4)调整物体抓取点：控制板不断采集并检测2*2传感器阵列中4个传感器和单点压力传感器的数据，当检测到单点压力传感器的数值达到设定的压力阈值后，记录此时2*2传感器阵列的4个传感器值，通过这4个传感器的值判断出抓取点处在目标物体的中心；5)物体识别：通过触觉对目标物体进行数据采集、训练分类器、实时抓取完成目标物体的识别；所述步骤1)具体包括：1‐1)开启单目摄像头，调整摄像头角度至摄像头俯视角为45°，此时摄像头视野为一个矩形，摄像头视野的宽度和高度，分别为wf和hf；放置四个方形标定物至此矩形视野内的四角，其中一个标定物至于视野左上角，一个标定物置于视野左下角，一个标定物置于视野右上角，剩余标定物置于视野右下角；1‐2)用直尺测量出左上角标定物和右上角标定物之间的距离，记为实际视野上底宽度wu，测量出左下角标定物和右下角标定物之间的距离，记为实际视野下底宽度wb，并垂直测量左上角标定物与左下角标定物之间的垂直距离，右上角标定物与右下角标定物之间的垂直距离，两个值取平均记为实际视野高度h；同时用毫米直尺分别测量出左下角表定物和右下角标定物与单目摄像头(3)底部的垂直距离，两个值取平均记为实际视野距离d，将目标物体放置在摄像头视野中。