一种可感知三维力的新型柔性触觉传感器及滑觉识别算法研究

针对智能机器人在软抓取过程中对三维力感知和滑觉识别的需求,以炭黑/石墨烯为敏感材料,硅橡胶为基体,聚酰亚胺为柔性电极,设计了可以实现三维力感知的柔性触觉传感器;同时设计了一种可以实现滑觉识别的基于小波变换-相空间重构-支持向量机(DWT-PSR-SVM)的融合算法.针对机器人软抓取的实验结果表明,该传感器能够有效地检测三维力,通过所设计融合算法能识别在机器人抓取任务中的滑动状态和非滑动状态,可以进一步应用在机器人软抓取的工作中.     

基于力敏导电橡胶的新型三维力柔性触觉传感器仿真研究

针对目前触觉传感器研究中不能兼有柔韧性和多维力测量等难题,设计了一种基于力敏导电橡胶的具有整体两层非对称网状式结构的触觉传感器,通过检测导电橡胶的电阻值变化来分析三维力信息。本文介绍了该传感器的基本结构,并基于理想力敏导电橡胶的力学特性建立了三维力并行测量的数学模型,通过对该模型的求解解决了三维力及各受力点之间复杂的耦合问题。仿真实验结果表明该传感器能够实现对表面任意单点三维力、多点三维力以及三维面力信息的测量。     

一种新型三维力柔性阵列触觉传感器研究

研究了一种基于压敏导电橡胶的新型三维力柔性阵列触觉传感器,突破了目前触觉传感器不能兼有柔韧性和检测三维力的局限性,实现了真正类皮肤.该传感器利用了压敏橡胶的压敏特性,通过检测橡胶的电阻变化来分析受力信息.介绍了该传感器的基本结构,分析了其工作原理,给出了导电橡胶受力时的有限元分析结果,并对传感器进行了初步的仿真研究,结果表明该传感器能够实现检测三维力信息,为三维力柔性阵列触觉传感器的设计研究提供了新思路.     

一种新型机器人三维力柔性触觉传感器的设计

基于柔性力敏导电橡胶材料,设计了一种能测量三维力的新型机器人柔性触觉传感器。研究了力敏导电橡胶材料的压阻效应,阐述了触觉传感器的设计思想,分别进行了触觉传感器单元设计和阵列结构设计和研究。获得了计算三维力的数学模型,并通过实验进行了三维力的验证。结果表明,设计的机器人三维力柔性触觉传感器具有设计简单,造价低廉,柔顺性好等优点,而且布置成阵列结构可用于医疗、体育、机器人等领域中检测三维力信息。     

基于PVDF的三维力机器人触觉传感器的设计

当机器手抓取时物体受力信息检测是抓取过程顺利进行的基础,检测三维方向上的力便可充分反映物体的受力信息。当前用于抓取过程中三维力检测的触觉传感器还存在着一些不足,基于此,论文拟设计一种基于PVDF的三维力机器人触觉传感器。论文展示了传感器的结构设计,建立了压电薄膜及传感头结构的数学模型,设计了调理电路并对传感器进行测试和验证,结果表明该传感器能有效检测机器手抓取过程中的三维力信息。     

一种基于导电橡胶的三维力柔性触觉传感器阵列机理与仿真研究

根据接触力学理论和导电橡胶的电阻应变关系,对一种基于压敏导电橡胶的三维力柔性触觉传感器阵列的传感机理进行深入的探索,并应用静电比拟法导出传感器节点间电阻与表面应力激励的关系,建立了传感器阵列表面三维力激励与输出电阻的物理模型。以此为基础对传感器输入输出特性进行了仿真,并基于仿真结果对传感器结构进行优化。仿真结果验证了该传感器结构设计的合理性。     

一种柔性三维力触觉传感器阵列的实现方法

介绍了一种可安装在曲面上,对三维力进行检测的柔性三维力触觉传感器阵列的实现方法.首先采用MEMS技术制备三维力触觉传感器阵列,再将多个三维力触觉传感器单元分别通过倒装焊技术集成在已加工好的柔性电路板基底上,实现了传感器与信号处理电路的互连和传感器阵列(4×4)的柔性化.采用信号选通的多路信号采集方法简化了传感器阵列的信号处理电路.测试结果表明,柔性触觉传感器阵列可弯曲变形90°以上,检测三维力的分辨率达到0.1 N.     

三维柔性触觉/热觉传感器设计与仿真

针对目前触觉传感器研究中不能兼有柔韧性、多维力测量和热觉与触觉信号混杂等难题,设计了一种柔性多功能触觉/热觉传感器。介绍了该传感器的基本结构,并基于聚偏氟乙烯（ PVDF）薄膜的特性建立了三维力并行测量的数学模型。触觉检测基于PVDF的压电效应,热觉检测基于PVDF的热释电效应。通过对触觉和热觉信号做比例减法运算,从而彻底区分触觉和热觉信号。     

识别水下物体材质的触觉传感器的研制

提出了一种用于识别水下物体材质的触觉传感器，介绍了该传感器的原理，结构和识别水下物体的方法，用研制出的水下触觉传感器系统对十种物体（铜，覆铜板，油石，大理石，陶瓷，玻璃，皮革，胶木，塑料和泡沫塑料）作了七百余次识别实验，结果表明，识别率≥９２％，识别时间≤５ｓ）。     

基于光学触觉传感器的肿块检测研究

肿块检测可以帮助患者更早地发现潜在的疾病,提高患者的生存率。针对如何使用非侵入式方法检测组织样本中的肿块这一问题,制作了一款结构简单、校准方便的光学触觉传感器,并提出了一种基于表面重建的肿块判别算法。该方法对触觉传感器采集到的原始图像进行深度重建,并从重建图像中减去正常组织产生的基线图像,从而获得由肿块产生的异常触觉图像,并将处理完的图像送入神经网络中进行肿块检测。结果表明,该方法能够有效地分辨出直径在6～10 mm、嵌入深度在1～5 mm的肿块,验证了所述方法的实用性与可行性。最后,基于该方法与流程,讨论了肿块大小、肿块嵌入深度和正常组织硬度对肿块检测结果的影响。提出的非侵入式的肿块检测方法探索了光学触觉传感器在肿块检测领域中的可行性,为相关领域进一步的研究提供了新的思路。     

利用惯性传感器和AdaBoost算法的步态识别方法

针对现有方法在步态识别方面存在的动作信号分割、传感器方向不一致和相似动作识别精度不高等缺点,提出一种基于惯性传感器和AdaBoost算法的步态动作识别方法。首先,基于尺度空间技术,提出了一种鲁棒的步态检测方法将信号分为动作样本,以此来应对动作速度或强度的剧烈变化;然后,应用定位补偿匹配算法纠正传感器的倾斜,从而解决了传感器方向不一致的问题;最后,为了提高识别精度,基于AdaBoost算法自适应选取动作特征,再进行判别分析完成识别。对5个相似步态动作类进行识别实验,结果表明提出的算法具有较高的准确性。     

基于触诊成像的肿块识别系统研究与设计

乳腺癌的早期发现对于乳腺癌的治疗有十分重要的意义,设计了基于触诊成像的肿块识别系统。该系统由压力信号检测单元、信号控制单元和图像处理单元组成,压力信号检测单元实现压力信号的采集,信号控制单元由FPGA控制多路开关的选通来扫描压力阵列传感器的电容信号,并将数据通过EZ-USB发送给上位机,图像处理单元对压力图像进行处理来滤除噪声。其中图像处理单元是该系统的枢纽,运用最小二乘曲面拟合校正压力图像,最大类间方差法和基于滤波的图像邻域评级技术对压力图像进行分割,对压力图像进行线性插值来提高图像分辨率。实验结果表明,该系统可以在复杂噪声图像中有效地识别出肿块。     

结合面料属性和触觉感测的织物识别

目的 织物识别是提高纺织业竞争力的重要计算机辅助技术。与通用图像相比,织物图像通常只在纹理和形状特征方面呈现细微差异。目前常见的织物识别算法仅考虑图像特征,未结合织物面料的视觉和触觉特征,不能反映出织物本身面料属性,导致识别准确率较低。本文以常见服用织物为例,针对目前常见织物面料识别准确率不高的问题,提出一种结合面料属性和触觉感测的织物图像识别算法。方法 针对输入的织物样本,建立织物图像的几何测量方法,量化分析影响织物面料属性的3个关键因素,即恢复性、拉伸性和弯曲性,并进行面料属性的参数化建模,得到面料属性的几何度量。通过传感器设置对织物进行触感测量,采用卷积神经网络（convolutional neural network,CNN）提取测量后的织物触感图像的底层特征。将面料属性几何度量与提取的底层特征进行匹配,通过CNN训练得到织物面料识别模型,学习织物面料属性的不同参数,实现织物面料的识别并输出识别结果。结果 在构建的常见服用织物样本上验证了本文方法,与同任务的方法比较,本文方法识别率更高,平均识别率达到89.5%。结论 提出了一种基于面料属性和触觉感测的织物图像识别方法,能准确识别常用的服装织物面料,有效提高了织物识别的准确率,能较好地满足实际应用需求。     

相空间重构在语音情感识别中的研究

为了更为全面地表征语音情感状态,弥补线性情感特征参数在刻画不同情感类型上的不足,将相空间重构理论引入语音情感识别中来,通过分析不同情感状态下的混沌特征,提取Kolmogorov熵和关联维作为新的情感特征参数,并结合传统语音特征使用支持向量机（SVM）进行语音情感识别。实验结果表明,通过引入混沌参数,与传统物理特征进行识别的方案相比,准确率有了一定的提高,为语音情感的识别提供了一个新的研究途径。     

一种多特征分类识别算法融合的网络钓鱼识别技术

针对页面特征提取实时性差的问题进行了研究,提出将特征分类,并行提取、检测、再融合结果的方法。首先提取三个类别的主要特征,包括文本、视觉和网络链接;然后,分别利用了贝叶斯算法、EMD算法以及网络爬虫来进行分类;并且基于后验概率来确定权值的最终选取。最后,把这三个分类结果进行融合。通过对贝叶斯、加权和加权贝叶斯的比较,从正确率、漏报率和误报率对算法进行评估,实验表明采用加权贝叶斯的方法来进行融合计算效果最佳,能够提供较高的准确率和较低的误报和漏报,提高检测的精度和实时性。     

基于视觉与电弧多信息传感的焊缝跟踪算法

随着焊接传感技术以及信号处理技术的快速发展,人们越来越注重对焊接过程质量控制的研究,而多传感器信息融合技术是焊接质量控制的一种重要的方法,采用该技术实现熔化极气体保护焊(MIG)脉冲焊接质量的自动控制。该技术采用了视觉传感器和电弧传感器将采集的不同的描述信息进行了有效的特征提取和传输,并运用多传感器信息融合算法进行焊缝的跟踪。视觉传感器利用工业电荷耦合元件(CCD)获取图像信息控制焊炬的横向偏差信息,电弧传感器利用数据采集卡获取电流信息控制焊炬的高度互补偏差信息和横向的冗余信息,将两种传感器得到的冗余信息和互补信息在特征层下进行融合实现焊接过程横向和高度的纠偏控制。冗余信息的融合可以实现视觉传感的图像去噪,而互补信息的融合可以进一步提高焊缝跟踪的精度。实验结果表明,所提算法能够较好地提高焊接的质量,从而也验证了算法的有效性和合理性。     

常用新型柔性传感器的研究进展

介绍了常用柔性传感器的特点和分类,对其常用的基底与薄膜材料做了详细介绍.阐述了新型柔性气体、压力、湿度传感器的结构、工艺与性能,介绍了其适用环境和测量范围.将常用普通传感器与柔性传感器的基本特点进行了对比分析.指出了常用柔性传感器发展中的主要制约因素,并对未来研究方向提出了展望.     

基于H-等价的算法识别技术研究

蕴涵在程序代码中的语义是程序语言词法和语法的抽象表达,构成了人脑思维与机器思维交互过程的中间变换。从指称语义出发,结合具体语言,用形式化的方法讨论了语义等价和H-等价(Herbrand等价)。H-等价的判定条件相对来说更容易得到满足,具有更广泛的可用性。结合具体算法给出了H-等价在算法识别方面的应用成果及其局限性。