河北工業(yè)大學(xué)：研究提出一種用于物體表面紋理識別與重建的鐵鎵合金觸須傳感器陣列

目前，越來越多的工作需要機(jī)器人來完成，類似于人類的感覺輸入。觸須是存在于某些哺乳動(dòng)物身上的觸覺感知毛發(fā)，在夜間或狹窄環(huán)境中補(bǔ)充皮膚的功能，進(jìn)行外界環(huán)境感知。受動(dòng)物觸須結(jié)構(gòu)啟發(fā)，研究人員開始了對觸須傳感器的研究探索。

2、觸須傳感器陣列性能測試

搭建了靜態(tài)性能測試系統(tǒng)，確定單元的紋理高度測量范圍為0.01-1.6mm，靈敏度為243.3mV/mm。

搭建了動(dòng)態(tài)性能測試系統(tǒng)。測試了不同頻率動(dòng)態(tài)力下傳感器單元的響應(yīng)。利用6Hz的方波力表征重復(fù)性、響應(yīng)與恢復(fù)時(shí)間分別為26ms和25ms。50次循環(huán)測試中電壓波形具有一致性。

3、紋理識別與重建

傳感器單元以6.5mm/s的速度滑過樣品時(shí)，輸出電壓波形呈現(xiàn)與樣品紋理相對應(yīng)的形狀，通過輸出電壓波形可以對樣品表面紋理進(jìn)行識別。

測試了采用“工"字形樣品，使裝載有陣列的機(jī)械手平行滑過樣品表面，輸出電壓和重建結(jié)果如圖所示，利用傳感器陣列可進(jìn)行紋理三維重建。

受動(dòng)物觸須傳感機(jī)制的啟發(fā)，設(shè)計(jì)并制作了用于紋理識別與重建的觸須傳感器單元與陣列，建立了傳感器單元輸出電壓模型。將傳感器單元與陣列分別裝載在機(jī)械手上進(jìn)行樣品表面滑動(dòng)實(shí)驗(yàn)，利用采集的輸出電壓識別與重建了樣品表面紋理。設(shè)計(jì)的觸須傳感器單元和陣列對指導(dǎo)機(jī)械手調(diào)整操作策略、完善人機(jī)交互過程等具有重要意義。

來源：傳感器專家網(wǎng)