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[发明专利]一种基于微视觉的触觉三维力检测方法-CN201610581160.9有效
发明人： 孙富春;杨超;方斌;刘华平;张春;郭峰 -专利权人：清华大学
申请日： 2016-07-21 - 公布日： 2018-12-11 - 主分类号： G06T7/13 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于微视觉的触觉三维力检测方法，属于机器人灵巧手执行末端的智能感知技术领域。本发明方法基于自主设计的触觉传感器上，设计验证的三维力检测技术方法，并在抓取过程中取得良好效果，属于机器人感知技术领域。当传感器与物体的直接接触时，弹性体会受力产生形变，标记点相应的会发生位移，由图像采集摄像头捕捉标记点位移前后的图像信息。通过施加力前后的图像信息的对比，计算标记点的偏移信息，再利用神经网络训练预测，得到回归出三维力预测矢量。本发明的基于微视觉的触觉三维力检测方法，能够检测得到灵巧手抓取过程中的触觉、滑觉等三维力信息，能应用于机器人灵巧手的触觉感知领域。
一种基于视觉触觉三维检测方法

[发明专利]一种基于触觉阵列信息的机械手抓取稳定性判断方法-CN201611148470.8有效
发明人：刘华平;张光强;车君怡;方斌;郭迪;孙富春 -专利权人：清华大学
申请日： 2016-12-13 - 公布日： 2018-12-11 - 主分类号： B25J13/08 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于触觉阵列信息的机械手抓取稳定性判断方法，属于机械手对物体抓取稳定性判断方法领域。该方法包括:1)采集作为训练样本的触觉阵列信息和采集作为待抓取物触觉数据的触觉阵列信息；2)将训练样本和触觉待抓取物触觉数据分别进行数据处理；3)构建待抓取物触觉数据与训练样本的欧式距离矩阵；4)构建待抓取物触觉数据与训练样本集的最小累加距离集合；5)通过最近邻算法得到该次抓取的稳定与否状态。本发明在机器学习的基础上，对基于触觉阵列信息的机械手抓取稳定性进行判断，提高了物体抓取稳定性判断的鲁棒性和准确率。
一种基于触觉阵列信息机械手抓取稳定性判断方法

[发明专利]一种基于激光跟踪仪的大视场摄像机标定方法-CN201610256939.3有效
发明人：刘华平;覃杰;潘海鸿;孙富春 -专利权人：清华大学
申请日： 2016-04-22 - 公布日： 2018-12-11 - 主分类号： G06T7/80 文献下载
摘要：本发明属于视觉测量领域，涉及一种基于激光跟踪仪的大视场摄像机标定方法。本方法根据激光跟踪仪的特点制作标定板；用摄像机拍摄不同位置和角度的标定板图像，标定板分布位置布满摄像机视场；利用角点检测工具软件对标定板进行角点检测，选用标定板中心区域的角点检测结果；利用标定板四角的靶球坐标计算标定板中心区域的角点的世界坐标系坐标；利用直接线性变换法计算摄像机内部矩阵和外部矩阵，迭代计算径向畸变系数，得到高精度的标定结果。本发明可解决线性变换法在大视场标定需求下需要制作大型高精度标定板的问题，同时激光跟踪仪的测量特点有利于标定板摆放适当的角度，提高了可操作性和标定精度。本方法适用于大视场摄像机的标定。
一种基于激光跟踪视场摄像机标定方法

[发明专利]一种基于灵巧手触觉信息的联合稀疏编码的材质分类方法-CN201510354646.4有效
发明人：刘华平;杨静伟;孙富春 -专利权人：清华大学
申请日： 2015-06-24 - 公布日： 2018-05-29 - 主分类号： G06K9/62 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于灵巧手触觉信息的联合稀疏编码的材质分类方法，属于材质分类技术领域，该方法包括:1)采集作为训练样本的物体的触觉信息：2)按照训练样本材质的不同，将训练样本分为i类，对每个训练样本抓取，采集触觉信息得到触觉时间序列，建立训练样本数据集；3)根据得到的训练样本数据集，提取训练样本的特征，建立触觉序列字典Φ(D)；4)对需要进行分类的测试样本物体进行抓取，得到测试样本的触觉时间序列，将得到的每个测试样本触觉时间序列对其材质进行分类，得到测试样本的类别；5)对于所有测试样本遍历上述步骤4)，得到每个测试样本的材质的类别。本发明在联合稀疏编码方法的基础上实现基于触觉信息的材质分类，提高了分类的鲁棒性和准确率。
测试样本触觉信息训练样本触觉分类时间序列稀疏编码抓取训练样本数据灵巧手采集分类技术鲁棒性联合准确率遍历字典

[发明专利]一种用于捕获人体上肢运动信息的穿戴系统-CN201510271805.4有效
发明人：方斌;孙富春;刘华平 -专利权人：清华大学
申请日： 2015-05-25 - 公布日： 2018-04-10 - 主分类号： G06F3/01 文献下载
摘要：本发明涉及一种用于捕获人体上肢运动信息的穿戴系统，属于人机交互设备技术领域。穿戴系统包括用于采集人体上肢每个关节的三维角速度、三维加速度以及三维磁矢量的传感器，用于接收人体上肢每个关节的三维角速度、加速度和磁矢量，实时计算各手指关节、手掌和手臂的姿态、速度和位置的中央处理器，通过将各手指关节、手掌和手臂的姿态、速度和位置发送到显示器的无线传输模块，用于接收各手指关节、手掌和手臂的姿态、速度和位置，并实时驱动人体上肢仿真模型的显示器。本穿戴系统适应力强，穿戴方便，能实时、完整、快速地捕获手臂、手掌和每个手指的运动信息，可以远距离传输并直观显示，能应用于人机交互、遥操作、上肢康复监测等多种领域。
一种用于捕获人体上肢运动信息穿戴系统

[发明专利]一种交互式数据手套-CN201610064202.1有效
发明人：方斌;孙富春;刘华平;杨豪琳 -专利权人：清华大学
申请日： 2016-01-29 - 公布日： 2018-04-10 - 主分类号： G06F3/01 文献下载
摘要：本发明涉及一种交互式数据手套，属于人机交互设备技术领域。该交互式数据手套包括用于采集人手每个关节的三维角速度、三维加速度以及三维磁矢量的9轴惯性传感器，用于采集接触力的触觉传感器，用于反馈力情况的压电式触觉驱动器，实时处理三类传感器信息的微处理器，用于数据传输的无线传输模块，用于显示虚拟手模型和交互处理的主控端。本数据手套系统适应力强，穿戴方便，能实时、完整、快速地手掌和每个手指的运动信息、触觉信息，并能实现力交互，可以远距离传输并直观显示，能应用于人机交互、遥操作、上肢康复监测等多种领域。
一种交互式数据手套

[发明专利]一种基于超声阵列信息的室内场景定位方法与装置-CN201610204367.4有效
发明人：刘华平;郑向梅;孙富春 -专利权人：清华大学
申请日： 2016-04-01 - 公布日： 2018-04-10 - 主分类号： G01S5/18 文献下载
摘要：本发明提出一种基于超声阵列信息的室内场景定位方法与装置，涉及定位技术领域。该方法包括1)采集作为训练样本的室内场景的超声阵列信息2)采集作为测试样本的超声阵列信息3)将超声训练样本和超声测试样本分别对齐；4)计算超声训练样本与测试样本的距离矩阵5)将所有超声测试样本通过最近邻算法得到每个测试样本的场景定位。本发明装置包括机器人本体，超声传感器和计算机。机器人本体与计算机通过U转串口线连接，把超声传感器实时采集到的超声阵列信息保存到计算机。本发明在机器学习的基础上实现一种基于超声阵列信息的室内场景定位方法与装置，提高了室内场景定位的鲁棒性和准确率。
一种基于超声阵列信息室内场景定位方法装置

[发明专利]一种小型机器人触觉对物体进行探测与识别的方法-CN201610323410.9有效
发明人：刘华平;吴雨培;马逸飞;陆江;方斌;孙富春 -专利权人：清华大学
申请日： 2016-05-16 - 公布日： 2018-02-02 - 主分类号： B25J13/08 文献下载
摘要：本发明涉及一种小型机器人触觉对物体进行探测与识别的方法，属于机器人应用领域，该方法包括获得实际视野距离，将目标物体放置在摄像头视野中；将目标物体在摄像头视野坐标转换为物体实际视野坐标，计算机械臂旋转角度α；控制机械臂旋转至α，夹持器合拢直往前探索，不断靠近目标物体，当检测到弯曲传感器已经弯曲，准备进行抓取；控制板不断采集并检测传感器阵列和单点压力传感器的数据，当检测到单点压力传感器的数值达到设定的压力阈值后，通过传感器阵列的值判断出抓取点处在物的中心；通过触觉对目标物体进行数据采集、训练分类器、实时抓取完成目标物体的识别。该方法通过触觉对物体的内在属性进行分析，并实现不同物体之间的精确分类。
一种小型机器人触觉物体进行探测识别方法

[发明专利]一种从视频序列中发现主题目标的方法-CN201510044825.8有效
发明人：刘华平;刘云辉;孙富春 -专利权人：清华大学
申请日： 2015-01-29 - 公布日： 2018-02-02 - 主分类号： G06K9/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种从视频序列中的主题目标发现方法，属于图像处理技术领域。首先训练分类器、增益系数和偏置系数，每一秒从待处理视频中随机抽取两帧图像，得到一个视频图像序列；从图像序列中选取候选主题目标，对候选主题目标进行特征表示，用隐狄利克雷分配模型，从候选主题目标中寻找主题目标。本发明用窗口的方法得到候选目标，在很大程度上避免了由分割带来的经常将目标分离的情况；由于窗口当中往往都包含目标，因此在后面的模型训练的时候已经很大程度上剔除了图片当中的背景，这样就使隐狄利克雷分布得到的主题更加准确；软编码的方法使特征点在模型迭代过程中能够找到更加准确的聚类中心。
一种视频序列发现主题目标方法

[发明专利]一种用于视频分析的人机交互主题动作挖掘方法-CN201510123014.7有效
发明人：刘华平;滕辉;孙富春 -专利权人：清华大学
申请日： 2015-03-20 - 公布日： 2017-10-27 - 主分类号： G06K9/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种用于视频分析的人机交互主题动作挖掘方法，属于图像处理技术领域。首先从视频中提取时空兴趣点，并利用方向梯度直方图和光流直方图对其提取特征描述子，采用K‑均值的方法对特征描述子进行聚类，进一步形成词袋模型。利用向量化的方法得到最终的特征矩阵，通过带有约束项的非负矩阵分解法得到特定个数的主题动作，并将主题动作以不同的颜色绘制在视频序列整个时间轴上。相比于一般的非负矩阵分解，通过增加边缘权值矩阵和约束项等，主题动作分割更加准确。本发明方法基于非负矩阵分解，通过对删除、添加和融合算法的设计，用户可以根据主观意图挖掘视频中的主题动作信息，从而保证了视频分析中主题动作的主观性和准确性。
一种用于视频分析人机交互主题动作挖掘方法

[发明专利]一种多彩白栎的培育方法-CN201510079818.1有效
发明人：陈福志;宋玉华;张成;雷彩霞;邢媛;张世勇;许鹏;何万营;刘颖;谭小萍;徐安乐;张慧刚;刘键;杨晓华;孙富春;王丹;郭广新;魏守臣;崔广庆;李卫东 -专利权人：陈福志
申请日： 2015-02-14 - 公布日： 2017-05-31 - 主分类号： A01G1/06 文献下载
摘要：本发明涉及一种多彩白栎的培育方法，所述培育方法包括以下步骤选种，砧木培育，嫁接，栽植，田间管理和整形修剪；通过本方法培育的多彩白栎耐瘠薄，易于管理，生长快，叶片变色好，绿化美化效果好。
一种多彩培育方法

[发明专利]一种7自由度五指机械手-CN201510307450.X有效
发明人： 孙富春;方斌;李洪波 -专利权人：清华大学
申请日： 2015-06-08 - 公布日： 2017-01-11 - 主分类号： B25J15/10 文献下载
摘要：本发明涉及一种7自由度五指机械手，属于机器人技术领域，该机械手包括手掌、五个手指、7个电机，主动齿轮、被动齿轮、传动轴和主动钢丝绳、被动钢丝绳、三对蜗轮、蜗杆，抱箍、滚筒；食指、中指、无名指和小指均具有1个弯曲自由度，食指、无名指和小指拥有一个摆动自由度使得三指可以同时张开或合拢，大拇指有1个弯曲自由度和1个摆动自由度，共7个自由度。本发明的7自由度五指机械手可以实现五个机械手指的双向弯曲、食指、无名指和小拇指的合拢张开，以及大拇指的双向摆动，可以完成精细抓取任务。
一种自由度五指机械手

[发明专利]一种基于视觉的触觉测量传感器-CN201610580204.6在审
发明人： 孙富春;方斌;张春;郭峰;刘华平;杨超 -专利权人：清华大学
申请日： 2016-07-21 - 公布日： 2016-10-26 - 主分类号： G01L1/24 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于视觉的触觉测量传感器，属于机器人传感器技术领域。基于视觉的触觉传感器包括图像采集摄像头、带标记点的弹性体、发光二极管等以及必要的结构组件，采用半导体工艺和微机械加工技术做成。当传感器与物体的直接接触时，弹性体会受力产生形变，标记点相应的会发生位移，由图像采集摄像头捕捉标记点位移前后的图像信息。通过施加力前后的图像信息的对比，计算标记点的位移信息，再利用弹性原理由标记点位移信息计算出传感器的受力情况。本发明设计的基于视觉的触觉传感器能够提供触觉、滑觉、压觉等三维力信息的测量，能应用于机器人灵巧手的触觉感知领域。
一种基于视觉触觉测量传感器

[发明专利]一种面向房车的悬挂式移动机械臂系统-CN201610161899.4在审
发明人：刘华平;马逸飞;吴雨培;陆江;方斌;孙富春 -专利权人：清华大学
申请日： 2016-03-21 - 公布日： 2016-07-20 - 主分类号： B25J5/00 文献下载
摘要：本发明涉及悬挂式移动机械臂系统，特别涉及一种面向房车的悬挂式移动机械臂系统。本发明包括导轨、多个移动组件、小型机械臂、摄像头、机械手爪、触觉传感器和机械臂遥控器；导轨固定于房车车顶内部，导轨内部设置若干个相同的移动组件；移动组件一端连接机械臂，另一端安装进入导轨槽；机械臂底座与移动组件连接，机械臂上安装有摄像头，机械臂的终端连接机械手爪，机械手爪内侧安装触觉传感器；整个结构由机械臂遥控器负责操作。本发明充分利用了房车内部的空间，设计构思巧妙，智能化程度高，可扩展性强，采用铝合金作为基础材料，质量轻便，安全可靠，模块化设计使得安装及维修方便，充分满足高端房车内部设施智能化的要求。
一种面向房车悬挂移动机械系统

[发明专利]一种触觉感知数据手套-CN201610064011.5在审
发明人：方斌;杨豪琳;孙富春;刘华平;张豪;李强 -专利权人：清华大学
申请日： 2016-01-29 - 公布日： 2016-07-06 - 主分类号： G06F3/01 文献下载
摘要：本发明涉及一种触觉感知数据手套，属于人机交互设备技术领域。该触觉感知数据手套包括15片手指触觉传感器和1片手掌触觉传感器，且都为多阵列柔性触觉传感器，通过微处理器采集人手操作中的触觉信息，在中央处理器实时显示触觉压力变化情况，同时实现压力感知情况、接触物软硬程度、分辨物体形状以及表面材质等功能。本数据手套系统穿戴方便，能有效反映人手的触觉信息，并实现了识别功能，能应用于人机交互、遥操作、康复监测等多种领域。
一种触觉感知数据手套