本申请涉及一种末端感知装置、方法、计算机设备、存储介质和程序产品，末端感知装置应用于机器人中，末端感知装置包括处理器、光收发组件、可透光的弹性球体和柔性外壳；光收发组件收容于弹性球体中，且光收发组件与机器人的末端连接；弹性球体收容于柔性外壳中。光收发组件发射光源，并接收光源到达弹性球体和柔性外壳的交接面后反射得到的反射光，以确定柔性外壳的形变信息。在本方案中，光收发组件发射光，在机器人末端发生形变时，光收发组件发出至弹性球体和柔性外壳的交接面后的反射光不再均匀，以此基于该反射光的分布情况确定柔性外壳的形变信息，从而可以准确感知机器人末端的接触情况。端的接触情况。端的接触情况。
【技术实现步骤摘要】
末端感知装置、方法、计算机设备、存储介质和程序产品
[0001]本申请涉及机器人
，特别是涉及一种末端感知装置、方法、计算机设备、存储介质和程序产品。
技术介绍
[0002]多足式机器人已应用于很多场景中，为了获取多足式机器人的足端信息，往往需要对机器人的足端运动进行信息反馈。
[0003]现有的足端信息反馈方法包括以下几种，例如，通过电机的电流闭环做力闭环反馈；通过将六维力/力矩传感器安装在脚掌与踝关节之间、机械手与腕关节之间，测量末端执行器(机械手或者脚掌)与外界环境交互的受力情况，从而实现力反馈；通过弹性体形变测量力矩，从而实现力反馈；或者，通过气囊式间接实现力反馈；或者，在关节电机处通过阻抗/导纳控制，间接实现对于足端接触面的感知反馈。
[0004]然而，以上多种现有的足端信息反馈方法均存在不能精确感知足端的接触情况的问题。
技术实现思路
[0005]本申请实施例提供了一种末端感知装置、方法、计算机设备、存储介质和程序产品，可以精确感知足端的接触情况。
[0006]第一方面，提供一种末端感知装置，应用于机器人中，末端感知装置包括光收发组件、可透光的弹性球体和柔性外壳；光收发组件收容于弹性球体中，且光收发组件与机器人的末端连接；弹性球体收容于柔性外壳中；
[0007]光收发组件，用于发射光源，并接收光源到达弹性球体和柔性外壳的交接面后反射得到的反射光，以确定柔性外壳的形变信息。
[0008]第二方面，提供一种末端感知方法，应用于上述第一方面任一项提供的末端感知装置中，方法包括：
[0009]控制末端感知装置中光收发组件发射光源；
[0010]获取光源经过反射得到反射光；
[0011]根据反射光确定末端感知装置的柔性外壳的形变信息。
[0012]第三方面，提供一种末端感知装置，该装置包括：
[0013]控制模块，用于控制末端感知装置中光收发组件发射光源；
[0014]获取模块，用于获取光源经过反射得到反射光；
[0015]处理模块，用于根据反射光确定末端感知装置的柔性外壳的形变信息。
[0016]第四方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第二方面任一项提供的方法的步骤。
[0017]第五方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，
计算机程序被处理器执行时实现上述第二方面任一项提供的方法的步骤。
[0018]第六方面，提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现上述第二方面任一项提供的方法的步骤。
[0019]上述末端感知装置、方法、计算机设备、存储介质和程序产品，末端感知装置应用于机器人中，末端感知装置包括光收发组件、可透光的弹性球体和柔性外壳；光收发组件收容于弹性球体中，且光收发组件与机器人的末端连接；弹性球体收容于柔性外壳中。其中，光收发组件发射光源，并接收光源到达弹性球体和柔性外壳的交接面后反射得到的反射光，以确定柔性外壳的形变信息。在本方案中，末端感知装置设置于机器人末端中，末端感知装置中的光收发组件发射光均匀分布，在机器人末端发生形变的情况下，光收发组件发出至弹性球体和柔性外壳的交接面后的反射光不再均匀，光收发组件可以获取该形变情况下的反射光，通过该反射光的分布情况可以确定柔性外壳的形变信息，从而确定机器人末端的形变情况，如，确定柔性外壳的受力接触点以及接触点的受力分布，从而可以准确感知机器人末端的接触情况。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。
[0021]图1为一个实施例中末端感知装置的应用环境图；
[0022]图2为一个实施例中末端感知装置的结构示意图；
[0023]图3为一个实施例中末端感知装置中光收发组件的结构示意图；
[0024]图4为另一个实施例中末端感知装置的结构示意图；
[0025]图5为另一个实施例中末端感知装置的结构示意图；
[0026]图6为一个实施例中末端感知装置中连接件的结构示意图；
[0027]图7为一个实施例中末端感知方法的流程示意图；
[0028]图8为一个实施例中末端感知方法的流程示意图；
[0029]图9为一个实施例中末端感知装置有限元模型的示意图；
[0030]图10为一个实施例中对末端感知装置施加不同位移后的变形云图；
[0031]图11为一个实施例中对末端感知装置施加不同应力之后的变形云图；
[0032]图12为末端感知装置为球形的3D云图；
[0033]图13为一个实施例中末端感知装置的结构框图；
[0034]图14为一个实施例中计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
[0035]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0036]可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，
但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一客户端称为第二客户端，且类似地，可将第二客户端称为第一客户端。第一客户端和第二客户端两者都是客户端，但其不是同一客户端。
[0037]在目前的多足式机器人系统中，对机器人的足端运动进行力学反馈控制有几种不同的方案。力馈控制的应用场景包括机器人需要与安全地或人类做物理上的交互、需要做到柔顺的阻抗控制、需要具备在未知环境中的运动的能力以及需要具备快速的动态控制调整能力。
[0038]目前力馈控制方案包括：通过电机的电流闭环做力闭环反馈控制，这种方案适用于直驱电机或者带小减速比小于10的应用场景，诸如小型阻抗控制的人机交互的机械臂和小型四足，像MIT Cheetah等；或者，使用商用的六维力/力矩传感器。现有的人型机器人之中，通常将力/力矩传感器安装在脚掌与踝关节之间、机械手与腕关节之间、打磨圆盘与腕关节之间，来测量末端执行器(机械手或者脚掌)与外界环境交互的受力情况。通过设计弹性体集成在驱动器对外输出端之前，通过弹性体形变测量力矩，适用于人型机器人集成度较高和驱动器输出力矩要求较高的应用场合。但是，目前的足端控制方案中，在关节电机处通过阻抗/导纳控制，能够保证关节处的运动与感知，但是对于足端的接触面的感知是间接的，不能精确感知足端的接触情况。
[0039]可选地，现有技术还可以在足端设置应变片传感器，在足端产本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种末端感知装置，其特征在于，应用于机器人中，所述末端感知装置包括光收发组件、可透光的弹性球体和柔性外壳；所述光收发组件收容于所述弹性球体中，且所述光收发组件与所述机器人的末端连接；所述弹性球体收容于所述柔性外壳中；所述光收发组件，用于发射光源，并接收所述光源到达所述弹性球体和所述柔性外壳的交接面后反射得到的反射光，以确定所述柔性外壳的形变信息。2.根据权利要求1所述的末端感知装置，其特征在于，所述光收发组件包括发光单元、球体和光感知单元，所述球体上包括多个通孔；所述发光单元设置于所述球体的内部；所述光感知单元设置于所述球体的外壁上；所述球体和所述光感知单元收容于所述弹性球体中；所述发光单元，用于发射所述光源，使得所述光源穿过所述球体的通孔到达所述交接面；所述光感知单元，用于接收所述光源经过所述交接面反射后的所述反射光。3.根据权利要求2所述的末端感知装置，其特征在于，所述光感知单元包括多个均匀分布在所述镂空球体的外壁上的光感传感器。4.根据权利要求2或3所述的末端感知装置，其特征在于，所述多个通孔均匀分布在所述球体上。5.根据权利要求1所述的末端感知装置，其特征在于，所述光收发组件包括光收发一体组件，所述光收发一体组件收容于所述弹性球体中；所述光收发一体组件，用于发射光源，以及接收所述反射光。6.根据权利要求1所述的末端感知装置，其特征在于，所述末端感知装置还包括：与所述光收发组件连接的第一处理器；所述第一处理器，用于控制所述光收发组件发射所述光源和接收所述反射光以及，根据反射光确定所述末端感知装置的形变信息。7.根据权利要求6所述的末端感知装置，其特征在于，所述第一处理器，用于根据所述发射光的光强信息确定所述反射光的光强分布，根据所述反射光的光强分布和标定光强分布，确定所述柔性外壳的受力分布，根据所述受力分布，确定所述柔性外壳的形变信息；所述形变信息包括所述柔性外壳的接触点的位置和接触点的受力大小。8.根据权利要求1所述的末端感知装置，其特征在于，所述光收发组...
【专利技术属性】
技术研发人员：李志林，安忠玉，
申请(专利权)人：OPPO广东移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：
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