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### **一种基于内嵌标记硅胶的视触觉感知前导方案**

#### **摘要**

本文提出一种受果冻形变启发的，新颖的，低成本视触觉感知前导方案。该方案通过在透明硅胶内部嵌入规则分布的微型标记点构成传感核心。当硅胶表面受压时，其内部标记点会随材质形变而发生位移。通过普通摄像头捕捉该位移，并经算法处理，即可获得高精度的压力分布信息。本方案硬件成本极低，为实现柔性触觉感知提供了一条全新的技术路径。

#### **一、 核心思路**

方案核心结合了**弹性体形变**与**视觉标记追踪**原理。

1. **硅胶形变特性**：采用果冻般的高弹性透明硅胶作为基体，其在压力下会产生可见的形变。

2. **内部标记阵列**：在硅胶内部制造规则网格状分布的微型高对比度标记点，作为位移跟踪的基准坐标系。

3. **视觉位移捕捉**：利用摄像头记录标记点阵列的图像。通过算法比对受压前后标记点的位置变化，计算出详细的位移场，从而逆向推导出压力分布。

**图像采集单元**：

    * **设备**：任意一款普通摄像头，如淘汰的智能手机摄像头模块（可直接购买，非常便宜）、USB电脑摄像头或树莓派Camera Module V2（约几十元人民币）。

    * **布局**：将摄像头置于硅胶垫的正下方，镜头朝上正对硅胶垫。为保证成像质量，需在底部配置均匀的面光源（如LED灯板）进行背光照明，这样标记点会以清晰的阴影形式呈现。

* **处理单元**：

    * 任何一台普通的电脑（台式机、笔记本电脑）或一块树莓派等微型开发板即可胜任图像处理工作。

#### **二、 方案概述*