【技术实现步骤摘要】
一种用于机器人环境目标物表面材质探测与识别的方法
[0001]本专利技术属于机器人环境探测与感知领域，具体涉及一种用于机器人环境目标物表面材质探测与识别的方法，应用超声波回波法进行机器人环境目标表面材质的探测与识别。
技术介绍
[0002]材质识别是机器人环境探测与感知领域的重要组成部分，这项技术被广泛应用于生产生活的方方面面。在工业机器人领域，码垛机器人在抓取不同材质的物体时，需要通过自身传感器对接触的材料进行识别，从而判断材料属性和种类，将识别结果反馈给机械臂后，需要根据材料的不同，选择合适的抓取力，进而系列自主决策，并最终控制相关机构完成对物体的定位、拿取等操作；在农业机器人领域，采摘机器人的工作环境是复杂的、多变化的非结构性的复杂自然环境，而且树枝、叶子的遮挡现象，针对相同形状的不同材质的果实，通过对目标材质的识别，确定其材质的软硬纹理等属性，将结果反馈给机械臂，以合适的抓力去采摘果实，降低果实的损耗水平。因此，研发合适的表面材质识别方法对于智能机器人意义重大。
[0003]机器人的感知系统主要靠具有感知不同...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于机器人环境目标物表面材质探测与识别的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将超声波传感器信号发射在多种材料表面，采集时域回波信号，每种材料采集若干次连续的回波信号，得到回波信号；2)对回波信号进行EMD分解预处理，得到若干阶IMF分量；3)从若干阶IMF分量中提取前三阶IMF分量的峰值能量值、加权峰值能量值以及峰值能量的频率值组成的已知类别的材料的三维特征向量；4)对待分类材料根据已知类别的材料的三维特征向量，采用KNN分类算法进行识别。2.根据权利要求1所述的一种用于机器人环境目标物表面材质探测与识别的方法，其特征在于，材料为水泥、壁纸、玻璃、木头和泡沫塑料。3.根据权利要求1所述的一种用于机器人环境目标物表面材质探测与识别的方法，其特征在于，对回波信号进行EMD分解预处理，得到若干阶IMF分量，包括以下步骤：2.1)将回波信号的所有的极大值点与极小值点通三次样条插值函数拟合形成回波信号的上包络线与下包络线，根据上包络线与下包络线，得到均值序列；2.2)回波信号减去均值序列，得到原始信号与均值包络的差值，判断回波信号与均值包络的差是否是IMF分量：若不是IMF分量，则将回波信号与均值包络的差值作为新的回波信号，重复上述步骤2.1)和步骤2.2)，直到回波信号与均值包络的差值是IMF分量，进行步骤2.3)；若是IMF分量，则进行步骤2.3)；2.3)将回波信号减去第一阶IMF分量，得到差值：2.4)令差值r1(t)为新的回波信号，重复步骤2.1)
‑
2.3)，得到第二阶IMF分量、第三阶IMF分量，直至得到第n阶IMF分量。4.根据权利要求3所述的一种用于机器人环境目标物表面材质探测与识别的方法，其特征在于，均值序列通过下式计算：其中，f
min
(t)为上包络线，f
max
(t)为下包络线，m(t)为均值序列。5.根据权利要求3所述的一种用于机器人环境目标物表面材质探测与识别的方法，其特征在于，IMF分量满足以下条件：IMF分量极值的数量与零穿越的数量相等或最多相差1；IMF分量上的任意点的局部最大值对应的包络线的平均值和局部最小值对应的包络线的平均值等于零。6.根据权利要求1所述的一种用于机器人环境目标物表面材质探测与识别的方法，其特征在于，从若干阶IMF分量中提取前三阶IMF分量的峰值能量值、加权峰值能量值以及峰值能量的频率值组成的三维特征向量，包括以下步骤：步骤3.1：前三阶IMF分量包括第1阶IMF分量IMF1、第2阶IMF分量INMF2与第3阶IMF分量IMF3；...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。