The invention provides a vision based three-dimensional force measurement method of multi array points and a device thereof. The method includes: obtaining a deformation image of a flexible transparent micro column array under the action of three-dimensional force, inputting the deformation image to a decoupling network model, and outputting the sensing data of the three-dimensional force. The decoupled network model is based on the deformable image of the sample and the corresponding identification tag after the flexible transparent micro cylinder array is trained by the standard three-dimensional force. The device includes an image sensor, a flexible transparent micro column array and an image processing unit. The vision based three-dimensional force measurement method and device of multi array points provided by the invention can realize three-dimensional force decoupling by collecting deformation image of flexible transparent micro column array and using intelligent algorithm such as neural network based on the deformation image, and finally realize the measurement of three-dimensional force, realize the miniaturization and high integration of the sensor, be sensitive to the detection of lateral force, and decouple the square The advantages of stool.
【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉的多阵列点三维力测量方法及其装置
本专利技术涉及智能感知
及柔性触觉传感器领域,更具体地,涉及一种基于视觉的多阵列点三维力测量方法及其装置。
技术介绍
随着自动化技术的高速发展,研究单维的正压力传感器的技术相对成熟,但是无法完成对于空间多维力的精确测量成为制约工业自动化的一个瓶颈。比如,在智能机器人应用方面,如果需要机器人精准地完成各种精细、高难度的工作时就必须要求其能够精确检测空间多维力,并要求测量装置在兼顾三维力测量的同时,其触觉传感器像真正的人手一样具有柔韧性,因此,柔性三维力触觉传感器的研制迫在眉睫。目前,柔性三维力传感器,目前主要有应变式、压电式、电容式和压阻式这几类,其中,应变式传感器普遍柔性较差,不适合机器人的柔性皮肤;压电式传感器虽然具有工作稳定、对外力响应灵敏的优点,但由于其有较大的内部阻力,从而仅适用于测量有限的动态力,而无法测量静态力;电容式传感器由于体积的限制,以致其传感电容往往较小,造成测量极容易受到寄生电容的干扰,并且其用于精确的测量电路也较为复杂,大大限制了其在实际中的应用;电阻式传感器内部交叉点多,引线复杂,这就使得其对于三维力的解耦困难。因此,提供一种小型化、检测灵敏度高,并且解耦方便的柔性三维力检测方法及装置,对实现人工触觉的有着深远意义。
技术实现思路
为了解决上述问题,本专利技术实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于视觉的多阵列点三维力测量方法及其装置。一方面,本专利技术实施例提供一种基于视觉的多 ...
【技术保护点】
1.一种基于视觉的多阵列点三维力测量方法,其特征在于,包括:/n获取柔性透明微柱阵列受三维力作用后的形变图像;/n将所述形变图像输入至解耦网络模型,输出所述三维力的感知数据;/n其中,所述解耦网络模型是基于所述柔性透明微柱阵列受标准三维力作用后的样本形变图像以及对应的识别标签进行训练后获得的,所述识别标签是根据所述标准三维力预先确定的,并与所述样本形变图像一一对应。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于视觉的多阵列点三维力测量方法,其特征在于,包括:
获取柔性透明微柱阵列受三维力作用后的形变图像;
将所述形变图像输入至解耦网络模型,输出所述三维力的感知数据;
其中,所述解耦网络模型是基于所述柔性透明微柱阵列受标准三维力作用后的样本形变图像以及对应的识别标签进行训练后获得的,所述识别标签是根据所述标准三维力预先确定的,并与所述样本形变图像一一对应。
2.根据权利要求1所述的基于视觉的多阵列点三维力测量方法,其特征在于,所述柔性透明微柱在受到水平力时向所述水平力的方向弯曲,所述水平力越大,所述柔性透明微柱弯曲的角度越大;
所述柔性透明微柱在受到垂直力时会发生形变,所述垂直力越大,所述柔性透明微柱形变后的半径越大。
3.根据权利要求根据权利要求1所述的基于视觉的多阵列点三维力测量方法,其特征在于,所述将所述形变图像输入至解耦网络模型,输出所述三维力的感知数据之前,还包括:
利用聚焦算法,对所述形变图像进行清晰化处理。
4.根据权利要求1所述的基于视觉的多阵列点三维力测量方法,其特征在于,所述将所述形变图像输入至解耦网络模型,输出所述三维力的感知数据之前,还包括:
向所述柔性透明微柱阵列施加标准三维力,并获取所述柔性透明微柱阵列受所述标准三维力作用后的样本形变图像;
将所述样本形变图像输入至预训练解耦网络模型中,提取柔性透明微柱阵列的形变和弯曲特征,将所述形变和弯曲特征与所述标准三维力的感知数据相对应,建立所述识别标签;
通过多次改变标准三维力的方向及大小,并获取每次改变后的所述柔性透明微柱阵列的形变图像;
将每个不同的标准三维力与相应的形变图像的一一对应,完成对所述柔性透明微柱阵列受标准三维力作用后的样本形变图像以及对应的识别标签的训练,获取所述解耦网络模型;
所述形变...
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