Оптический тактильный датчик и способ восстановления распределения вектора с использованием указанного датчика - RU2006108381A

Реферат

1. Оптический тактильный датчик, содержащий чувствительную часть, содержащую прозрачный гибкий корпус и множество групп маркеров, расположенных в указанном корпусе, причем каждая группа маркеров содержит множество окрашенных маркеров, при этом маркеры, составляющие различные группы маркеров, имеют различную окраску в каждой группе, а гибкий корпус имеет произвольно искривленную поверхность, фотографирующее устройство для получения изображения поведения окрашенных маркеров, когда искривленная поверхность гибкого корпуса контактирует с объектом, для получения информации о маркерах в виде изображения, устройство для восстановления распределения вектора силы, включающее передаточную функцию, посредством которой восстанавливается вектор силы, приложенной к поверхности, из информации о поведении маркеров, получаемой на основе информации о маркерах в виде изображения, причем указанное устройство для восстановления распределения вектора силы предназначено для восстановления сил, приложенных к поверхности из информации о поведении маркеров при использовании передаточной функции.

2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что передаточная функция получена путем измерения.

3. Датчик по п.1, отличающийся тем, что передаточная функция получена путем моделирования.

4. Датчик по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что передаточная функция получена на основе информации, касающейся поведения маркеров, когда силы, имеющие предварительно заданную величину в заданных направлениях, приложены к пробным точкам, расположенным на поверхности.

5. Датчик по п.4, отличающийся тем, что заданные направления включают x-направление, y-направление и z-направление.

6. Датчик по п.1, отличающийся тем, что содержит датчик в форме пальца, в котором прозрачный гибкий корпус образует мускул кончика пальца, а поверхность гибкого корпуса образует поверхность кончика пальца.

7. Датчик по п.6, отличающийся тем, что на задней стороне прозрачного гибкого корпуса сформирована ногтеподобная основа, которая поддерживает гибкий корпус.

8. Датчик по п.7, отличающийся тем, что фотографирующее устройство закреплено на ногтеподобной основе и расположено напротив поверхности кончика пальца.

9. Датчик по п.7, отличающийся тем, что фотографирующее устройство закреплено на краю ногтеподобной основы и расположено напротив поверхности кончика пальца.

10. Датчик по п.1, отличающийся тем, что поверхность прозрачного гибкого корпуса имеет сферическую форму или часть сферической формы, включая полусферическую форму.

11. Датчик по п.1, отличающийся тем, что устройство для восстановления вектора силы содержит блок памяти и процессор, причем блок памяти предназначен для сохранения передаточной функции, а процессор предназначен для вычисления информации, касающейся поведения маркеров на основе информации о маркерах в виде изображения, и вычисления распределения вектора силы на основе информации, касающейся поведения маркеров, при использовании передаточной функции.

12. Датчик по п.11, отличающийся тем, что устройство для восстановления вектора силы содержит первый процессор и второй процессор, при этом первый процессор предназначен для вычисления информации, касающейся поведения маркеров на основе информации о маркерах в виде изображения, а второй процессор предназначен для вычисления распределения вектора силы на основе информации, касающейся поведения маркеров при использовании передаточной функции.

13. Датчик по п.1, отличающийся тем, что в качестве поведения окрашенных маркеров использована, по меньшей мере, одна из характеристик, выбранных из группы, состоящей из смещения, деформации и наклона маркеров.

14. Датчик по п.1, отличающийся тем, что информация, касающаяся поведения маркеров, является информацией о перемещении маркеров.

15. Датчик по п.1, отличающийся тем, что информация, касающаяся поведения маркеров, является изменениемм интенсивности маркера.

16. Датчик по п.1, отличающийся тем, что группы маркеров имеют различное пространственное расположение по отношению друг к другу.

17. Оптический тактильный датчик в форме пальца, содержащий один или более прозрачных гибких корпусов, каждый из которых образует мускул кончика пальца, имеющий произвольную искривленную поверхность, множество групп маркеров, расположенных в каждом указанном гибком корпусе и содержащих множество окрашенных маркеров, при этом маркеры, составляющие различные группы маркеров, имеют различную окраску в каждой группе, одно или более фотографирующих устройств для получения изображения поведения окрашенных маркеров, когда искривленная поверхность или поверхности одного или более гибких корпусов контактирует с объектом, для получения информации о маркерах в виде изображения, устройство для восстановления распределения вектора силы, предназначенное для восстановления сил, приложенных к поверхности, на основе информации о поведении маркеров, полученной на основе информации о маркерах в виде изображения.

18. Датчик по п.17, отличающийся тем, что содержит одну или более ногтеподобных основ, каждая из которых размещена на задней стороне каждого из прозрачных гибких корпусов и предназначена для поддержания каждого из гибких корпусов.

19. Датчик по п.18, отличающийся тем, что каждое из указанных фотографирующих устройств закреплено на каждой из указанных ногтеподобных основах и расположено напротив поверхности кончика пальца.

20. Датчик по п.18, отличающийся тем, что каждое из указанных фотографирующих устройств закреплено на конечной части каждой из указанных ногтеподобных основ и расположено напротив поверхности кончика пальца.

21. Датчик по любому из пп.17-20, отличающийся тем, что устройство для восстановления распределения вектора силы предназначено для выполнения передаточной функции, посредством которой восстанавливается вектор силы, приложенной к поверхности или поверхностям, на основе информации о поведении маркеров, причем указанное устройство для восстановления распределения вектора силы предназначено для восстановления сил, приложенных к поверхности на основе информации о поведении маркеров при использовании передаточной функции.

22. Датчик по п.21, отличающийся тем, что устройство для восстановления распределения вектора силы содержит блок памяти и процессор, причем блок памяти предназначен для сохранения передаточной функции, а процессор предназначен для вычисления информации о поведении маркеров на основе информации о маркерах в виде изображения и вычисления распределения вектора силы на основе информации о поведении маркеров при использовании передаточной функции.

23. Датчик по п.22, отличающийся тем, что устройство для восстановления распределения вектора силы содержит локальный процессор и центральный процессор, причем локальный процессор предназначен для вычисления информации, касающейся поведения маркеров на основе информации о маркерах в виде изображения, а центральный процессор предназначен для вычисления распределения вектора силы на основе информации, касающейся поведения маркеров, при использовании передаточной функции.

24. Способ восстановления распределения вектора силы с использованием оптического тактильного датчика по любому из пп.1-23, заключающийся в том, что получают изображения одного или более маркеров путем фотографирования окрашенных маркеров, при контактировании объекта с контактной поверхностью гибкого корпуса, получают информацию, относящуюся к поведению маркеров, на основе изображений одного или более маркеров, причем количество информации является большим, чем число полученных векторов силы, восстанавливают распределение вектора силы на основе полученной информации при использовании передаточной функции.

25. Способ по п.24, отличающийся в том, что передаточную функцию получают следующим образом: дискретно размещают множество пробных точек на поверхности гибкого корпуса, получают информацию о поведении маркеров, когда силу заданной величины прикладывают в каждой пробной точке в каждом направлении из заданных направлений, получают передаточную функцию на основе силы, имеющей заданную величину, приложенной в каждой пробной точке в заданном направлении, и полученной информации о поведении маркеров.

26. Способ по п.25, отличающийся в том, что заданные направления включают x-направление, y-направление и z-направление.

27. Способ получения передаточной функции для оптического тактильного датчика по любому из пп.1-23, заключающийся в том, что дискретно размещают множество пробных точек на поверхности гибкого корпуса, получают информацию о поведении маркеров, когда силу заданной величины прикладывают в каждой пробной точке в каждом направлении из заданных направлений, получают передаточную функцию на основе силы, имеющей заданную величину, приложенной в каждой пробной точке в каждом указанном направлении, и полученной информации о поведении маркеров.

28. Способ по п.27, отличающийся в том, что указанные заданные направления включают x-направление, y-направление и z-направление.

29. Оптический тактильный датчик, содержащий чувствительную часть, содержащую прозрачный гибкий корпус и множество групп маркеров, расположенных в указанном корпусе, причем каждая группа маркеров содержит множество окрашенных маркеров, при этом маркеры, составляющие различные группы маркеров, имеют различную окраску в каждой группе, а указанный гибкий корпус имеет произвольно искривленную поверхность, фотографирующее устройство для получения изображения поведения окрашенных маркеров, когда искривленная поверхность гибкого корпуса контактирует с объектом, для получения информации о маркерах в виде изображения, блок памяти, предназначенный для сохранения передаточной функции, посредством которой восстанавливается вектор силы, приложенной к поверхности, на основе информации о поведении маркеров, один или более процессоров, предназначенных для вычисления информации о поведении маркеров на основе информации о маркерах в виде изображения и вычисления вектора силы, приложенной к поверхности на основе информации о поведении маркеров при использовании передаточной функции.