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龍圖騰網恭喜重慶大學申請的專利觸感指尖傳感器及其操作系統與數據處理方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN114399586B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-29發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202111516288.4，技術領域涉及：G06T17/00；該發明授權觸感指尖傳感器及其操作系統與數據處理方法是由李睿;彭柏皓;李勇;徐久銘;黃江帥;馬鐵東;楊玥設計研發完成，并于2021-12-08向國家知識產權局提交的專利申請。

本觸感指尖傳感器及其操作系統與數據處理方法在說明書摘要公布了：本發明涉及觸覺傳感器技術領域，尤其涉及觸感指尖傳感器及其操作系統與數據處理方法，該觸感指尖傳感器包括觸感皮膚、標記陣列貼和單目相機，標記陣列貼粘貼在觸感皮膚內側，觸感皮膚與觸感指尖傳感器的底部構成中空腔體，單目相機安裝在觸感指尖傳感器的底部且位于中空腔體內，單目相機的視域覆蓋觸感皮膚內側。本發明的觸感指尖傳感器，當佩戴有該傳感器的機械指和物體發生觸碰時，該傳感器通過單目相機拍攝內部標記陣列圖像，輸入至上位機進行圖像處理、數據分析，最終轉換為多種觸感信息，包括接觸面形變情況、各標記處壓力的大小方向、接觸力矩等。這樣的設計既能感知不同方向的接觸，提供分布式觸感信息，又保證了傳感器結構緊湊輕量。

本發明授權觸感指尖傳感器及其操作系統與數據處理方法在權利要求書中公布了：1.基于操作系統的數據處理方法，其特征在于，所述操作系統包括觸感指尖傳感器和上位機，所述觸感指尖傳感器佩戴在用于抓取物體的機械指的末端，所述觸感指尖傳感器和機械指均通過電纜與上位機連接；所述觸感指尖傳感器包括觸感皮膚、標記陣列貼和單目相機，所述標記陣列貼粘貼在觸感皮膚內側，所述觸感皮膚與所述觸感指尖傳感器的底部構成中空腔體，所述單目相機安裝在觸感指尖傳感器的底部且位于中空腔體內，所述單目相機的視域覆蓋觸感皮膚內側；所述觸感皮膚成型為具有半球體和圓柱的殼狀結構，所述半球體和圓柱一體成型，所述單目相機安裝在圓柱遠離半球體的一側；所述標記陣列貼上打印有若干ArUco標記，若干所述ArUco標記呈陣列分布，每個所述ArUco標記邊長為2mm，相鄰兩個所述ArUco標記間隔1mm；所述方法包括以下步驟：單目相機拍攝觸感皮膚形變圖像，并將形變圖像傳輸至上位機；上位機內部運行ArUco碼標記檢測程序，判斷檢測到足夠數量的標記后，保存各標記點的三維位置和位姿信息；上位機內部運行包括標記位移測量、力矩估計和三維建模的數據處理算法；其中，所述ArUco碼標記檢測程序的流程如下：創建標記，選定ArUco模塊的預定義字典，給定ArUco碼標簽ID、像素大小，生成ArUco標記；圖像拍攝，利用單目相機拍攝含有ArUco標記的彩色圖像；自適應閾值分割，將彩色圖像轉化為灰度圖像，并進行閾值化處理提取外形輪廓，濾除非方形的多邊形；角點檢測，檢測圖像中ArUco標記四個角點的位置，按照左上、右上、右下、左下的順序，依次將其存儲為點矢量，并將圖像中多個標記一起存儲在點矢量容器內；位姿檢測，根據單目相機攝像頭內參、相機畸變參數和ArUco標記的實際物理邊長構建PnP映射方程，調用solvePnP函數求解得到ArUco標記在相機坐標系中的空間坐標以及位姿狀態；其中，所述力矩估計如下：估算接觸力n，對于每個ArUco標記，計算初始狀態x0,y0,z0和當前狀態xt,yt,zt的坐標偏移量dx,dy,dz用于估算接觸力n，如下：dx,dy,dz＝xt-x0,yt-y0,zt-z0n＝[cxdx,cydy,czdz]計算圍繞傳感器球心的扭矩τ，如下： τ＝cτn×r其中，cx，cy，cz，cτ是轉換系數，代表了各矢量的方向和權重參數，r是指受力點到旋轉軸的距離，h表示觸感指尖傳感器的觸感皮膚的半球體球心到坐標軸水平面的z軸坐標差。

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