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[发明专利]一种基于深度强化学习的物体检测方法-CN201810257372.0有效
发明人：刘华平;韩小宁;孙富春 -专利权人：清华大学
申请日： 2018-03-27 - 公布日： 2020-02-07 - 主分类号： G06T7/246 文献下载
摘要：本发明提出一种基于深度强化学习的物体检测方法，属于模式识别技术领域及主动物体检测技术领域。该方法首先建立深度强化学习神经网络；通过对机器人进行多次物体检测实验，获取训练数据对神经网络进行训练，得到训练完毕的神经网络。在使用阶段，机器人获取当前时刻的图像及图像中待检测物体的包络框输入训练完毕的神经网络，网络输出机器人下一时刻执行的动作，机器人执行动作后得到新的当前时刻的包络框并利用识别函数进行判定：若包络框中待检测物体识别可信度高于设定的识别阈值，则物体检测成功。本发明利用强化学习技术对机器人的动作进行控制，利用机器人视角的变化来获得更好的观测图像，从而获得更好的物体检测结果。
物体检测机器人强化学习神经网络包络待检测物体图像模式识别技术观测图像使用阶段网络输出训练数据可信度判定视角成功

[发明专利]一种具有距离、压力检测和堵转保护功能的物体夹持器-CN201610944942.4有效
发明人： 孙富春;方斌;黄铸栋;张文亮;高春乐;荆明轩;刘华平;郭迪 -专利权人：清华大学
申请日： 2016-11-02 - 公布日： 2020-01-31 - 主分类号： B25J15/08 文献下载
摘要：本发明涉及一种具有距离、压力传感器和堵转保护功能的物体夹持器，属于机器人操作技术领域。包括：主控盒、压力传感器、距离传感器、堵转保护电路、带防滑功能的橡胶和摄像头。在抓取物体的时候，摄像头会识别物体种类，同时距离传感器会检测被抓物体的是否在可抓取范围之内，同时提供可抓取信号。当物体被抓取时会挤压压力传感器，发出相应的已抓取信号。当物体被抓取但没有挤压压力传感器时，堵转保护会检测电机是否处于堵转状态，若处于堵转状态会自我调节到正常状态，并通过通信接口提供抓取稳定的信号。本发明设计的物体夹持器，设计精巧简单，可靠性高，能有效的保证电机的寿命，同时能减少由于机器误操作造成的损失。
一种具有距离压力检测保护功能物体夹持

[发明专利]基于纹理表面接触加速度触觉信息的材质分析方法及装置-CN201710605338.3有效
发明人：刘华平;刘晓楠;孙富春;方静 -专利权人：清华大学
申请日： 2017-07-24 - 公布日： 2020-01-31 - 主分类号： G01N29/04 文献下载
摘要：本发明提出的一种基于纹理表面接触的加速度触觉信息的材质识别方法，属于电子信息、人工智能、模式识别和机器学习领域。该方法首先将物品划分为不同材质细类，对每种材质细类选取相对应物品并采集三轴加速度数据构成训练样本数据集；对训练样本提取特征，得到每种材质细类的融合特征向量组成融合特征矩阵；利用该矩阵训练前馈神经网络后，采集待测物品的三轴加速度数据并提取特征，输入前馈神经网络，该网络预测输出矩阵中最大值对应的细类材质即为待测物品材质分析结果。该装置包括：振动感受体、数据采集模块和上位机。本发明通过获得商品材质表面纹理的接触加速度信息判断商品的材质，应用于互联网购物，简单准确有效地反映商品的真实情况。
基于纹理表面接触加速度触觉信息材质分析方法装置

[发明专利]一种变尺度驱动仿生干黏附机构-CN201910504751.X有效
发明人：楚中毅;邓杰;崔晶;苏琳;陈根;刘沛;孙富春 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2019-06-12 - 公布日： 2020-01-03 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种变尺度驱动仿生干黏附机构，包括楔形刚毛束单元、切向加载单元、变尺度驱动传动单元、法向驱动单元和支撑外框架；楔形刚毛束单元用于接触并黏附目标物；切向加载单元用于对楔形刚毛束实施切向加载/卸载；变尺度驱动传动单元将驱动位移与驱动力传递给切向加载单元；法向驱动单元作为机构的主动驱动源，用于对变尺度驱动传动单元进行加载/卸载；支撑外框架用于支撑整个机构并保持整个机构各部分的相对位置；本发明提供的变尺度驱动仿生干黏附机构，将传统的点加载方式转换成面加载，通过变尺度驱动原理实现微位移下对楔形刚毛束的平稳切向加载/卸载，从而满足空间碎片清理、柔性电路板无损操作的应用需求。
变尺度加载切向刚毛楔形黏附驱动传动单元驱动加载单元卸载驱动单元外框架法向支撑驱动力传递柔性电路板方式转换空间碎片应用需求原理实现主动驱动传统的目标物微位移无损

[发明专利]一种线驱变刚度的多功能软体手指-CN201911017990.9在审
发明人：方斌;孙富春;王香香;吴林源;刘华平 -专利权人：清华大学
申请日： 2019-10-24 - 公布日： 2019-12-31 - 主分类号： B25J15/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种线驱变刚度的多功能软体手指，包括基座、夹具、电机、腱绳和软体手指；软体手指沿其长度方向的一侧设置有至少一个方便其弯曲的凹槽，其另一侧内部沿其长度方向开设有容纳腔，容纳腔内部装有刚度调节的介质，介质的下端与安装于基座上的夹具装配并通过填充物密封容纳腔；腱绳与安装于基座上的电机驱动配合，同时腱绳适配安装于软体手指上，电机旋转时能通过缠绕腱绳从而驱动软体手指弯曲；夹具的两端通过转轴装配于基座两端侧板的轴孔上，且夹具的下端为方便其旋转一定角度的圆弧凸面，夹具和基座之间设置有用来限制夹具的转动的扭簧。本发明的软体手指具抓取物体牢靠，抓取方式多样，简单可控，适用于空间抓取操作。
夹具软体腱绳抓取容纳腔下端填充物密封电机驱动电机旋转刚度调节基座两端夹具装配手指弯曲圆弧凸面转轴装配变刚度侧板可控扭簧适配轴孔缠绕转动电机驱动配合

[发明专利]一种大脑皮层电信号解码的方法和装置-CN201711099441.1有效
发明人： 孙富春;谭川奇;张文昌 -专利权人：清华大学
申请日： 2017-11-09 - 公布日： 2019-11-22 - 主分类号： G06F3/01 文献下载
摘要：本发明提供一种大脑皮层电信号解码的方法和装置，通过将大脑皮层电信号转换成脑电视频图，其中每帧的大脑皮层电信号对应一帧的脑电视频图；通过光流法，并根据每相邻两帧的脑电视频图获取对应的一帧的脑电光流图；根据脑电光流图，确定大脑的指令。从而在通过大脑皮层电信号获取解码信息的过程中，将空间信息和时域信息统一、有效的表示在解码信息中，将携带多个模态信息的解码信息用于对大脑皮层电信号解码，能保证在对大脑皮层电信号解码上取得很好的效果和解码的准确率，提高了脑机接口系统的使用效率和效用。
一种大脑皮层电信号解码方法装置

[发明专利]一种基于深度强化学习的机器人全局路径规划方法-CN201710346125.3有效
发明人：刘华平;韩建晖;王博文;孙富春 -专利权人：清华大学
申请日： 2017-05-17 - 公布日： 2019-11-08 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明提出一种基于深度强化学习的机器人全局路径规划方法，属于机器学习和全局路径规划技术领域。该方法在训练阶段：首先在场景内安装俯视摄像机，并构建深度神经网络，设定一条训练路径后，深度神经网络根据摄像机所拍摄的图片输出机器人执行的动作，并根据动作执行的效果对深度神经网络的参数进行优化；然后更新目标位置，对机器人进行不同的路径规划训练，得到最终深度神经网络。在执行阶段：最终深度神经网络根据摄像机拍摄图像输出机器人执行的动作，机器人执行该动作；若机器人执行完动作后到达目标终位置，则机器人完成全局路径规划。本发明具有较强的实时性，无需人为参与，不需要进入场景预先构建环境地图，适用于多种场景，成本低廉。
机器人神经网络全局路径规划强化学习场景构建摄像机摄像机拍摄图像动作执行更新目标环境地图机器学习路径规划训练阶段输出实时性终位置俯视拍摄优化图片

[发明专利]一种多感知仿人五指灵巧手-CN201710620081.9有效
发明人：方斌;孙富春;陈文丹;刘华平;张文亮;黄铸栋 -专利权人：清华大学
申请日： 2017-07-26 - 公布日： 2019-08-16 - 主分类号： B25J15/10 文献下载
摘要：本发明提出的一种多感知仿人五指灵巧手，属于机器人技术领域，由手掌、大拇指、结构相同的食指和中指、结构相同的无名指和小拇指、以及多个传感器组成，共计20个自由度，其中有13个主动自由度，7个被动自由度，各手指均通过基端关节、基端指节、近端关节、近端指节、中端关节、中端指节、远端关节、远端指节以及指尖依次连接构成，各手指基端均通过多个腱与置于手掌外的驱动模块连接，驱动模块通过绳络传动方式为各手指传输动力，控制系统采集传感器信号并闭环控制灵巧手，多个传感器包括位于各指尖、指节和手掌处的阵列式触觉传感器以及角度传感器，共计31个传感器。本发明具有感知能力强，拟人化程度高，可更好地完成各项抓取任务的优点。
一种感知五指灵巧

[发明专利]一种基于深度学习的机械手抓取稳定性识别方法-CN201710191189.0有效
发明人：刘华平;覃杰;孙富春 -专利权人：清华大学
申请日： 2017-03-28 - 公布日： 2019-07-26 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于深度学习的机械手抓取稳定性识别方法，属于机器人感知技术领域。本发明方法首先采集不同抓取稳定性的触觉数据，然后将时间序列的图片数据转换成图片，利用触觉图片数据训练深度学习网络，最后利用深度学习网络识别未知稳定性的触觉图片数据。本发明方法，基于时间长度不一致的原始数据进行深度学习网络的训练，使得到的网络具备数据持续时间上的鲁棒性。本方法的深度学习网络，对网络参数的更新是基于整体的输入数据，只有少数数据的标签存在误差时网络受到的影响很小。所以本方法对噪声数据具有鲁棒性。
一种基于深度学习机械手抓取稳定性识别方法

[发明专利]一种多指节变刚度软体手指-CN201910201706.7在审
发明人：方斌;孙富春;吴林源;王香香;夏子炜 -专利权人：清华大学
申请日： 2019-03-18 - 公布日： 2019-06-04 - 主分类号： B25J15/00 文献下载
摘要：本发明提出的一种多指节变刚度软体手指，属于软体机器人技术领域，包括电机、腱绳、牵绳滚轮、基座、负压装置和手指本体；手指本体一端固定于基座上，另一端为自由端，该手指本体由若干个首尾层叠粘附的变刚度指节组成，各变刚度指节分别通过导气管与负压装置连通，各变刚度指节均分别由软基体和封装在该软基体内部的刚度调节介质组成，位于各变刚度指节同一面的两侧分别间隔设有导线管；电机的转动轴带动牵绳滚轮同步旋转；随着牵绳滚轮的转动，腱绳缠绕或松开于牵绳滚轮表面并带动手指本体模拟手指的弯曲与伸直。本发明具有刚柔可控的特点，且抓取构型多变，工作效率高、操作简单、抓取稳定、适应性强，适用于软体机器人的多种抓取操作过程。
变刚度指节手指本体牵绳软体抓取滚轮负压装置软基体腱绳电机机器人技术领域伸直工作效率高操作过程刚度调节滚轮表面介质组成模拟手指同步旋转导气管导线管可控的粘附的转动轴自由端构型松开封装首尾缠绕连通转动机器人

[发明专利]一种腱绳驱动的变刚度软体手指及其软体手-CN201811565114.5在审
发明人：方斌;孙富春;王香香;夏子炜;吴林源 -专利权人：清华大学
申请日： 2018-12-20 - 公布日： 2019-04-16 - 主分类号： B25J15/00 文献下载
摘要：本发明提出的一种腱绳驱动的变刚度软体手指及其软体手，属于软体机器人技术领域，包括导气管、软体基体，穿插在软基体上的腱绳、以及位于软体基体外部的电机和负压装置；软体基体内部具有沿手指长度方向开设的密闭容纳腔，容纳腔的内部装载有被软薄膜封装的刚度调节介质，且软薄膜与刚度调节介质构成的阻塞部件与容纳腔之间具有一定的变形空间，软薄膜通过导气管与负压装置连通；所述软体基体通过腱绳受电机驱动来模拟手指弯曲与伸直。本发明具有刚柔可变的特性，其工作效率高，操作简单，抓取力大，可控性良好，变刚度效果明显。
软体腱绳变刚度软薄膜负压装置刚度调节导气管容纳腔机器人技术领域伸直抓取工作效率高密闭容纳腔驱动变形空间电机驱动模拟手指阻塞部件可变的可控性软基体封装连通穿插装载电机外部

[发明专利]一种图像自适应融合方法-CN201811442041.0在审
发明人：温淑焕;贾仕东;方斌;李鑫武;孙富春 -专利权人：燕山大学
申请日： 2018-11-29 - 公布日： 2019-03-29 - 主分类号： G06T5/50 文献下载
摘要：本发明涉及一种图像自适应融合方法，属于图像处理领域。本发明将多成像系统下的图像融合转换成在新坐标系下的像素插值方法，新图像的左边像素区域完全取自img1中的像素信息，新图像右边区域完全取自变换坐标信息后的img2图像数据，然后再对中间的重叠区域像素信息采取一种自适应评估择优的方法，这样一来得到的重叠区域像素信息更为饱满。本发明将余弦距离判别分析的思想引入到图像融合技术中，对比传统的技术极大减少了融合后图像信息失真的可能性，鲁棒性更好，可以有效修正各选取像素时可能存在的度量标准不统一问题，自动选择规划出合适的各相机成像点集，图像融合的结果更为平滑，同时使得图像细节信息更为饱满，整体效果更为真实。
像素信息自适应图像融合重叠区域新图像像素融合图像图像处理领域图像融合技术图像细节信息成像系统判别分析图像数据图像信息相机成像像素区域余弦距离整体效果自动选择坐标信息传统的鲁棒性平滑点集度量修正引入转换评估规划统一

[发明专利]一种基于视触觉融合的目标属性和类别的识别方法-CN201610046789.3有效
发明人：刘华平;白鹏;郭迪;孙富春;楚中毅;卢山 -专利权人：清华大学
申请日： 2016-01-22 - 公布日： 2019-03-05 - 主分类号： G06K9/62 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于视触觉融合的目标属性和类别的识别方法，属于分类技术领域，该方法包括:1)采集作为训练样本的视触觉信息：2)按照不同的训练样本和它们不同的属性，将训练样本分为物体类别i类、属性j类，对每个训练样本抓取并采集触觉信息和视觉图像，建立训练样本数据集；3)对需要进行分类的测试样体进行抓取、采集视觉图像，得到测试样本的触觉信息和视觉图像，建立测试样本数据集，求出触觉时间序列测试集与训练集的动态时间规整(DTW)距离矩阵和视觉图像测试集与训练集的协方差描述子距离矩阵。4)将所有测试样本通过最近邻算法得到每个测试样本的物体、属性类别。本发明在最近邻算法的基础上实现一种精细目标识别的视触觉融合方法。提高了分类的鲁棒性和准确率。
一种基于触觉融合目标属性类别识别方法

[发明专利]一种基于深度强化学习的摄像机主动目标定位方法-CN201610797462.X有效
发明人：刘华平;张辉;孙富春 -专利权人：清华大学
申请日： 2016-08-31 - 公布日： 2019-01-11 - 主分类号： G06T7/70 文献下载
摘要：本发明提供了一种在图像采集应用中摄像机主动调整进行目标定位的方法，属于模式识别技术领域和摄像机主动定位技术领域。该方法包括训练一个评价摄像机定位效果的深度神经网络；进行多次目标定位试验，在定位实验过程中，训练一个拟合强化学习值函数的深度神经网络，通过深度神经网络判断摄像机“上转”、“下转”、“左转”、“右转”、“放大”、“缩小”和“不变”7种操作的优劣；采用决策网络根据摄像机当前获取的图像信息，对摄像机操作做出决策。该发明中提出的方法，基于深度强化学习算法，提高了采集图像的质量。能够适应不同的目标定位任务，自主学习定位方法，人为参与环节很少，是一个摄像机主动学习，自主目标定位的方法。
一种基于深度强化学习摄像机主动目标定位方法

[发明专利]一种基于感温变色油墨材料的多模态触觉感知装置-CN201811004928.1在审
发明人： 孙富春;薛红香;方斌;张春;刘华平;夏子炜 -专利权人：清华大学
申请日： 2018-08-30 - 公布日： 2018-12-18 - 主分类号： B25J19/02 文献下载
摘要：本发明提供的一种基于感温变色油墨材料的多模态触觉感知装置，属于机器人传感器技术领域。包括外壳，该外壳内部设有图像采集摄像头、透明弹性体、发光器以及多个支撑结构组件，且该透明弹性体上部凸出于外壳顶部；透明弹性体包括由透明材料聚二甲基硅氧烷制成的透明弹性体本体，该透明弹性体本体凸出于外壳顶部的上表面涂有两层加入硅胶的感温变色油墨材料分别形成第一感温变色层和第二感温变色层，用于实现温度、纹理及接触力信息的获取。本发明首次将感温变色油墨材料应用于机器人手，在同一感知装置中集成温度、三维接触力及纹理等多模态信息的测量，具有结构简单紧凑、可重复使用、适用范围广等优点。
透明弹性体感温变色油墨触觉感知装置感温变色层外壳顶部纹理多模态聚二甲基硅氧烷图像采集摄像头机器人传感器支撑结构组件多模态信息三维接触力材料应用感知装置机器人手透明材料外壳内部发光器接触力可重复上表面硅胶两层紧凑测量