触觉传感器、机器人、实现触觉信息获取的方法及装置

技术特征：
1.一种触觉传感器，包括：传感器基座(1)、光学组件(2)与图像采集设备(3)，其特征在于，还包括：软基部件(4)，软基部件(4)附着有连续式标志图案层(4-1)；光学组件(2)和图像采集设备(3)安装于传感器基座(1)内部，软基部件(4)设置于传感器基座(1)上；其中，光学组件(2)用于形成预设光路；软件部件(4)用于接收外部的受力；图像采集设备(3)设置为：基于光学组件(2)形成的预设光路，捕获软件部件(4)接收到外部受力时连续式标志图案层(4-1)显示的用于反馈触觉信息的图像；其中，所述连续式标志图案层(4-1)包含预设数量的标志图案(4-1-1)，所述标志图案(4-1-1)二维连续，且所述连续式标志图案层(4-1)中包括：用于确定标志图案(4-1-1)分布的特征信息和用于确定自身轮廓的区分信息。2.根据权利要求1所述触觉传感器，其特征在于，所述区分信息包括以下一项或任意组合的信息：各标志图案相应的颜色信息和/或区分标志图案边界的轮廓线。3.一种实现触觉信息获取的方法，包括：获取按照一个以上预设角度捕获的一帧以上图像；对获取的每一帧图像分别进行特征识别，获得图像中包含的每一个标志图案的角点；将获得的每一个标志图案的角点根据预先确定的标志图案的轮廓连接，获得各标志图案相应的边缘线；根据获得的标志图案的角点和边缘线计算标志图案的三维坐标；根据计算获得的连续式标志图案层中包含的所有标志图像的三维坐标，生成触觉信息；其中，所述图像为触觉传感器接收到外力时连续式标志图案层显示的图像；所述连续式标志图案层包含预设数量的标志图案，所述标志图案二维连续，且所述连续式标志图案层中包含用于确定标志图案分布的特征信息和用于确定自身轮廓的区分信息。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对获取的每一帧图像分别进行特征识别，包括：对获取的每一帧所述图像，分别提取所述图像中包含的每一个所述标志图案的轮廓；对提取的每一个所述标志图案的轮廓分别进行多边形拟合，获得各所述标志图案的所述角点。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对获取的每一帧图像分别进行特征识别，包括：对获取的每一帧所述图像，分别对第一位置的标志图案和第二位置的标志图案分别进行预设比例的缩放；提取每一个缩放的所述标志图案的轮廓；对每一个缩放的所述标志图案的轮廓进行多边形拟合，获得各缩放后的所述标志图案的角点；将每一个缩放后的标志图案的角点分别根据距离进行聚类合并，获得各所述标志图案的角点；其中，所述第一位置的标志图案和所述第二位置的标志图案为同一图像中相邻的标志
图案。6.根据权利要求3～5任一项所述的方法，其特征在于，获取的图像包含两帧以上时，所述根据获得的标志图案的角点和边缘线计算标志图案的三维坐标，包括：通过预设算法获取所述连续式标志图案层的特征点；通过获取的所述特征点确定标志图案分布的特征信息；根据确定的特征信息，确定获取的两帧以上图像中分布位置相同的标志图案；对分布位置相同的标志图案，在获得的所述边缘线上选取预设数量的边缘点；根据所述两帧以上图像中分布位置相同的标志图案的边缘点，计算标志图案的三维坐标；其中，同一边缘线上的相邻的坐标点，在水平方向上的距离相等；所述坐标点包括所述角点和所述边缘点，所述水平方向包括：所述触觉传感器未受力时所述边缘线的伸展方向。7.一种机器人，其特征在于，所述机器人上设置有用于获取触觉信息的触觉传感器，所述触觉传感器为权利要求1～2中任一项所述的触觉传感器。8.一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求3～6中任一项所述的实现触觉信息获取的方法。9.一种终端，包括：存储器和处理器，所述存储器中保存有计算机程序；其中，处理器被配置为执行存储器中的计算机程序；所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求3～6中任一项所述的实现触觉信息获取的方法。10.一种实现触觉信息获取的装置，包括：获取单元、识别单元、确定单元、计算单元和生成单元；其中，获取单元设置为：获取按照一个以上预设角度捕获的一帧以上图像；识别单元设置为：对获取的每一帧图像分别进行特征识别，获得图像中包含的每一个标志图案的角点；确定单元设置为：将获得的每一个标志图案的角点根据预先确定的标志图案的轮廓连接，获得各标志图案相应的边缘线；计算单元设置为：根据获得的标志图案的角点和边缘线计算标志图案的三维坐标；生成单元设置为：根据计算获得的连续式标志图案层中包含的所有标志图像的三维坐标，生成触觉信息；其中，所述图像为触觉传感器接收到外力时连续式标志图案层显示的图像；所述连续式标志图案层包含预设数量的标志图案，所述标志图案二维连续，且所述连续式标志图案层中包含用于确定标志图案分布的特征信息和用于确定自身轮廓的区分信息。

技术总结
本文公开一种触觉传感器、机器人、实现触觉信息获取的方法及装置，触觉传感器包括：安装于传感器基座1内部的光学组件2和图像采集设备3，设置于传感器基座1上的软基部件4；光学组件2用于形成预设光路；软件部件4用于接收外部的受力；图像采集设备3基于预设光路，捕获软件部件4受力时连续式标志图案层4-1显示的用于反馈触觉信息的图像；其中，连续式标志图案层4-1包含预设数量的标志图案4-1-1，标志图案4-1-1二维连续，且连续式标志图案层4-1中包括：用于确定标志图案4-1-1分布的特征信息和用于确定自身轮廓的区分信息。本发明实施例以二维连续的标志图案作为连续式标志图案层，为提升触觉传感器的精度和分辨率提供结构基础，提升了传感器的工作性能。提升了传感器的工作性能。提升了传感器的工作性能。


技术研发人员：姜峣 李明暄 张伦玮 李铁民
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：2022.01.19
技术公布日：2022/5/30