机器人与“数字化”视触觉传感器其应用研究进展

近年来,机器人与数字化技术飞速发展,以及获得了广泛的实际应用,在应用过程中,视触觉传感器相当于机器人与数字 化的眼睛和皮肤,是机器人与数字化感知外部环境的主要方式。根据原理的不同,视触觉传感器的类型也不同,应用场景也不同,优缺 点也有所不同。本文对机器人与数字化视触觉传感器的应用和研究进行进行分析讨论。

基于视触觉感知的番茄尺寸和姿态解析方法

针对传统农业机器人抓取过程中视觉识别番茄果实尺寸和姿态存在枝叶遮挡的问题,提出了一种基于视触觉感知的番茄尺寸和姿态解析方法。在果实抓取过程中通过视触觉传感器得到果实外轮廓接触局部点云信息,然后通过相机参数标定以及各手指关节变换矩阵,将不同传感器坐标系下的点云信息变换到同一基坐标系下,进而通过点云改进PCA算法和ICP算法解析抓取果实的尺寸和姿态信息。为了评估所提出解析方法的性能,在实验室环境下进行了番茄尺寸和姿态检测试验。通过游标卡尺测量和深度相机扫描分别获得番茄果实尺寸和姿态的真实值,并与本文方法解析结果进行对比。检测试验结果表明,本文方法获得的番茄横向尺寸和纵向尺寸平均相对误差分别为8.66%和11.08%,番茄果轴与视场投影面的水平夹角和垂直偏转角平均相对误差分别为10.03%和14.02%。本文方法解析的番茄果实尺寸与姿态信息,可应用于番茄果实抓取过程中的姿态调控,从而提高番茄果实抓取采摘的可靠性。

面向机器人操作任务的视触觉传感技术综述

得益于高空间分辨率、多触觉模式的感知,视触觉传感技术已被广泛应用到机器人主动感知、位姿估计及掌内操作等各类机器人操作任务中。首先根据传感原理分类总结了目前主流的视触觉传感技术,主要可分为GelSight类视触觉传感器、双(多)目视触觉传感器以及其他类型视触觉传感器3类。在此基础上,进一步对主要触觉传感信息建模方法进行了介绍,包括接触表面三维几何形状、力/力矩、滑动等不同触觉模式。此外,聚焦机器人操作领域,对视触觉传感器的具体应用场景进行了探讨。最后,讨论了视触觉传感器的下一步发展方向以及如何将其进一步应用到机器人灵巧操作任务中。