軟體目標(biāo)夾持滑移信息檢測(cè)與姿態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、軟體夾持與剛體夾持差別巨大，而且軟體夾持在生活和生產(chǎn)中也同樣有著重要的影響，如在醫(yī)療康復(fù)和殘障輔助機(jī)器人領(lǐng)域，而現(xiàn)階段對(duì)軟體的夾持以及姿態(tài)檢測(cè)方面的進(jìn)展還不足。精確的滑移檢測(cè)和被夾持體的空間姿態(tài)監(jiān)測(cè)在機(jī)器人夾持軟體的操作中具有重要的作用。本文介紹了一種適用于軟體夾持的基于視頻處理的滑移檢測(cè)傳感器，為夾持操作提供了多維信息，以及介紹了一種能夠監(jiān)測(cè)被夾持體的姿態(tài)的監(jiān)測(cè)方法，有效地促進(jìn)軟體高效和穩(wěn)定的夾持。
　　本研究設(shè)計(jì)了新的傳感器以

2、及滑移檢測(cè)算法。在發(fā)光二極管照明下，通過鑲嵌在夾持手指內(nèi)部的微型攝像機(jī)近距離動(dòng)態(tài)拍攝被夾持的物體，當(dāng)軟體物體有滑移甚至部分滑移時(shí)，攝像機(jī)會(huì)清晰的實(shí)時(shí)記錄下滑移狀態(tài)。在攝像機(jī)視野中，設(shè)置多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并依次通過SURF算法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，檢測(cè)出幀與幀之間的特征點(diǎn)，并進(jìn)行匹配和計(jì)算，可以求出被監(jiān)測(cè)物體的移動(dòng)方向和大小。進(jìn)一步對(duì)多點(diǎn)軌跡進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，可以得到被夾持點(diǎn)的扭曲變形程度以及受力方向，并以此可以判斷被夾持物體的表面張力變化。為了驗(yàn)證本傳感

3、器的有效性，本文通過以棉布和泡沫板為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理分析，通過對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)條件下的理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)際測(cè)量結(jié)果，證明了此傳感器不僅能夠有效的檢測(cè)物體是否滑移，而且可以提供物體滑移的位移、物體拉伸扭曲信息以及受力信息，并且具有相對(duì)較高的精確度，對(duì)安全穩(wěn)定夾持物體具有重要意義?；谝曨l處理的檢測(cè)方法的傳感器有完善的滑移檢測(cè)功能，非常適用于被夾持體姿態(tài)監(jiān)測(cè)上去。本文進(jìn)一步研究了基于滑移傳感器的監(jiān)控夾持物體滑移以及物體姿態(tài)檢測(cè)的方

4、法。我們知道機(jī)器人在生活中會(huì)夾持和操作工具或者改變物體的位置。而在這些過程中，會(huì)出現(xiàn)夾持傾斜滑移、與環(huán)境的意外碰撞的情況，也會(huì)出現(xiàn)調(diào)整夾持的物體的情況。在這些情況中，滑移以及物體姿態(tài)變化的檢測(cè)對(duì)于安全穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)操作目的十分重要。通過圖像處理可以檢測(cè)到物體的變化，再通過物體空間三點(diǎn)的變化，計(jì)算出物體在空間的旋轉(zhuǎn)和平移矩陣，進(jìn)而建立起基于時(shí)間變化的三維姿態(tài)模型，并可得精確的旋轉(zhuǎn)歐拉角。通過將三個(gè)微型相機(jī)嵌入機(jī)械夾爪中，使物體按照實(shí)驗(yàn)設(shè)定圍繞固