触觉传感器、机器人及弹性体制造技术

本实用新型专利技术涉及传感控制领域，提供了一种触觉传感器、机器人及弹性体。其中，触觉传感器包括；弹性体，其上设有多个标记点；所述弹性体因接触物体发生形变致使所述多个标记点中至少部分标记点位置变化，所述至少一个摄像头用于采集弹性体形变后所述多个标记点的图像信息；根据采集到的图像信息获得所述多个标记点在空间坐标系下的坐标值，基于所述多个标记点在空间坐标系下的坐标值确定出所述物体的三维结构参数。本实用新型专利技术实施例提供的技术方案，将结构光与光学触觉传感技术融合，在无需增加结构光投射设备，不改变原有体积的情况下，使得触觉传感器具有感测被测物体三维结构信息的功能。

Tactile sensor, robot and elastomer

【技术实现步骤摘要】
触觉传感器、机器人及弹性体
本技术涉及传感控制领域，特别涉及一种触觉传感器、机器人、触觉传感器用弹性体及物体感测方法。
技术介绍
触觉传感器是用于机器人中模仿触觉功能的传感器。按照实施原理，触觉传感器可分为：压阻式，电容式，压电式，量子隧道式，光学式，气动式，结构式声学和多模式触觉传感器。它们中的一些善于测量物体的力量，或者在感测纹理、温度、硬度等做得很好。但目前的触觉传感器无法感测到被测对象的三维结构信息。
技术实现思路
为了解决上述问题或至少部分地解决上述技术问题，在本技术的一个实施例中，提供了一种触觉传感器。该触觉传感器包括：至少一个摄像头；弹性体，其上设有多个标记点；所述弹性体因接触物体发生形变致使所述多个标记点中至少部分标记点位置变化，所述至少一个摄像头用于采集弹性体形变后所述多个标记点的图像信息；其中，根据采集到的图像信息获得所述多个标记点在空间坐标系下的坐标值，基于所述多个标记点在空间坐标系下的坐标值确定出所述物体的三维结构参数。本技术的另一个实施例，提供了一种触觉传感器，包括：至少一个摄像头；弹性体，其上形成有结构光图案；其中，所述结构光图案为模拟结构光投射在平面上形成的图案；所述弹性体因接触物体发生形变致使所述结构光图案变化，所述至少一个摄像头用于采集含有形变后结构光图案的图像信息。本技术的实施例还提供了一种机器人，包括：机体；处理器，设置在所述机体内；触觉传感器，设置在所述机体上，并与所述处理器连接；其中，所述触觉传感器包括：至少一个摄像头；弹性体，其上设有多个标记点形成的图案；所述弹性体因接触物体发生形变时，所述至少一个摄像头采集弹性体形变后所述多个标记点的图像信息，并发送给所述处理器，由所述处理器根据采集到的图像信息获得所述多个标记点在空间坐标系下的坐标值，基于所述多个标记点在空间坐标系下的坐标值确定出所述物体的三维结构参数。本技术的实施例还提供了一种触觉传感器用弹性体，弹性体上形成有结构光图案；所述结构光图案为模拟结构光投射在平面上形成的图案。本技术实施例提供的一种技术方案，通过在触觉传感器的弹性体上设置结构光图案；在触觉传感器碰触到物体时，弹性体上的结构光图案会随着物体的接触部轮廓发生形变，便可利用结构光理论，完成接触物体的三维结构参数的确定。本技术实施例提供的技术方案，将结构光与光学触觉传感技术融合，在无需增加结构光投射设备，不改变原有体积的情况下，使得触觉传感器具有感测被测物体三维结构信息的功能。本技术实施例还提供了另一种技术方案，触觉传感器的弹性体上设置有多个标记点；在触觉传感器碰触到物体时，弹性体上的多个标记点中部分或全部标记点的位置会发生变化；触觉传感器的至少一个摄像头采集含有多个标记点的图像信息；根据至少一个摄像头采集到的图像信息，可获知多个标记点在空间坐标系下的坐标值；由多个标记点在空间坐标下的坐标值即可确定出被碰触物体的三维结构参数。本技术实施例提供的技术方案，实现了光学触觉传感器具有感测被测物体三维结构信息的功能。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅用于示意本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图中未提及的技术特征、连接关系乃至方法步骤。图1是本技术实施例的触觉传感器的立体爆炸示意图；图2是本技术实施例的触觉传感器的立体示意图；图3是本技术实施例的触觉传感器的剖面爆炸示意图；图4是基于本技术实施例提供的触觉传感器实现物体三维结构参数感测的流程示意图；图5是基于本技术另一实施例提供的触觉传感器实现物体三维结构参数感测的流程示意图；图6是本技术实施例的结构光图案内任意标记点与两个摄像头之间的关系示意图；图7是本技术实施例的结构光图案内任意标记点与右侧摄像头的坐标系关系示意图；图8是本技术实施例的结构光图案的空间坐标系与右侧摄像头的坐标系的关系示意图；图9是本技术实施例的计算设备的模块框图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。应当理解，在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。应当理解，尽管在本申请实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述某些部件，但这些部件不应仅仅被限于定于这些术语中。这些术语仅用来将各部件彼此区分开。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一某某部件也可以被称为第二某某部件，类似地，第二某某部件也可以被称为第一某某部件。还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。在上述的各实施例中，尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是本领域的普通技术人员应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、单元、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、单元、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本申请的范围。光学式触觉传感器通常包括：摄像头、弹性体及弹性体表面的附着层组成。其工作原理为：通过摄像头捕获因与物体接触而产生形变的弹性体(或流体)部分的图像，来获取触觉信息。在很大程度上，该弹性体表面的附着层决定了该类触觉传感器的性能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种触觉传感器，其特征在于，包括：/n至少一个摄像头；/n弹性体，其上设有多个标记点形成的图案；/n所述弹性体因接触物体发生形变致使所述多个标记点中至少部分标记点位置变化，所述至少一个摄像头用于采集弹性体形变后所述多个标记点的图像信息；/n其中，根据采集到的图像信息获得所述多个标记点在空间坐标系下的坐标值，基于所述多个标记点在空间坐标系下的坐标值确定出所述物体的三维结构参数。/n

【技术特征摘要】
1.一种触觉传感器，其特征在于，包括：
至少一个摄像头；
弹性体，其上设有多个标记点形成的图案；
所述弹性体因接触物体发生形变致使所述多个标记点中至少部分标记点位置变化，所述至少一个摄像头用于采集弹性体形变后所述多个标记点的图像信息；
其中，根据采集到的图像信息获得所述多个标记点在空间坐标系下的坐标值，基于所述多个标记点在空间坐标系下的坐标值确定出所述物体的三维结构参数。


2.根据权利要求1所述的触觉传感器，其特征在于，所述弹性体为透明弹性体；
所述至少一个摄像头位于所述弹性体的第一侧；
所述多个标记点设置在所述弹性体内，或设置在所述弹性体的第二侧的弹性体表面上；
其中，所述第一侧与所述第二侧相对；所述至少一个摄像头中各摄像头距所述多个标记点的距离满足成像需求。


3.根据权利要求1或2所述的触觉传感器，其特征在于，所述摄像头的数量为一个；
所述多个标记点在同一平面上；
一个所述摄像头的光轴与所述多个标记点所在平面呈锐角或钝角。


4.根据权利要求1或2所述的触觉传感器，其特征在于，所述摄像头的数量为两个。


5.根据权利要求2所述的触觉传感器，其特征在于，
所述弹性体具有自所述第一侧贯穿至所述第二侧的中心轴线；
所述摄像头的数量为两个；
两个所述摄像头的设备参数相同；
两个所述摄像头的镜头中心连线的中点在所述中心轴线上。


6.一种触觉传感器，其特征在于，包括：
至少一个摄像头；
弹性体，其上形成有结构光图案；
其中，所述结构光图案为模拟结构光投射在平面上形成的图案；
所述弹性体因接触物体发生形变致使所述结构光图案变化，所述至少一个摄像头用于采集含有形变后结构光图案的图像信息。


7.根据权利要求6所述的触觉传感器，其特征在于，所述弹性体为透明弹性体；
所述至少一个摄像头位于所述弹性体的第一侧；
所述结构光图案设置在所述弹性体内，或设置在所述弹性体的第二侧的弹性体表面上；
其中，所述第一侧与所述第二侧相对；所述至少一个摄像头中各摄像头距所述结构光图案的距离满足成像需求。


8.根据权利要求7所述的触觉传感器，其特征在于，所述摄像头的数量为一个；
一个所述摄像头的光轴与所述结构光图案所在平面呈锐角或钝角。


9.根据权利要求7所述的触觉传感器，其特征在于，所述摄像头的数量为两个。


10.根据权利要求9所述的触觉传感器，其特征在于，
所述弹性体具有自所述第一侧贯穿至所述第二侧的中心轴线；
两个所述摄像头的设备参数相同；
两个所述摄像头的镜头中心连线的中点在所述中心轴线上。


11.根据权利要求6至10中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛红香，于元隆，
申请(专利权)人：南京科沃斯机器人技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32