陈楚浩，谢 瑜，代稷珅

(厦门大学航空航天学院，福建厦门 361102)

0 引言

近年来，机器人的工作从基本的机械搬运、简单协助发展到了需要和环境、人及其他机器人密切交互的一系列复杂任务。而传统机器人由于在线感知能力匮乏，使其在非结构环境下缺乏自主能力，无法与动态的目标进行有效交互[1-3]。因此需要为机器人开发运动感知系统，使机器人能够高度适应非结构化的动态环境，精确完成复杂任务，满足高端制造、医疗康复和国防安全等领域对先进机器人的需求[4-8]。目前机器人主要依靠视觉感知目标运动[9-12]，但视觉传感技术对机器人的工作环境提出了较高的要求，在光线不足、黑暗、沙尘等条件下，视觉数据将产生较大误差，影响感知结果。触觉作为机器人的一种重要的传感技术，可以通过接触感知交互目标的形状、硬度、质地等物理性质，检测滑动、振动等机械刺激[13-16]。因此，在极端环境下使用机器人触觉代替视觉感知目标运动具有重要的研究意义。

自21世纪以来，电子皮肤作为一种新型高密度触觉传感器得到了迅猛发展[17-19]。电子皮肤凭借其轻薄、柔顺的优势，可以大面积地集成在机器人表面，有效增大了机器人的感知面积。此外，和只能感知单点力的传统力传感器相比，具有传感器阵列的电子皮肤能以触觉图像的形式显示面接触力分布，追踪接触目标的位置和姿态，是机器人实现运动感知的理想触觉传感器[20-22]。因此，利用电子皮肤采集的触觉图像，设计基于图像处理的运动感知算法，具有理论和实践上的可行性。……