[發(fā)明專利]基于視覺光環(huán)的陣列化壓力測量方法、裝置及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010568170.5
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111664976B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設計）人: 郭霄亮;石曉曉;俞度立
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24;G01L5/22
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權代理有限公司 11002
• 代理人: 楊云云

本發(fā)明提供一種基于視覺光環(huán)的陣列化壓力測量方法、裝置及制備方法，包括：獲取在柔性透明微柱陣列受壓力信號作用后，由微柱和基底發(fā)生形變所形成的光環(huán)圖像；將光環(huán)圖像輸入至解耦網(wǎng)絡模型，獲取該模型輸出的壓力信號的感知數(shù)據(jù)；其中，解耦網(wǎng)絡模型是基于柔性透明微柱陣列受標準壓力信號作用后的樣本光環(huán)圖像以及對應的識別標簽進行訓練后獲得的。本實施例提供的基于視覺光環(huán)的陣列化壓力測量方法，通過采集柔性透明微柱陣列的發(fā)生形變后產(chǎn)生的光環(huán)圖像信息，并根據(jù)該光環(huán)圖像獲取施加于柔性透明微柱陣列的壓力信號的感知數(shù)據(jù)，不易受到諸如溫度或電磁干擾之類的外部環(huán)境的影響，更好地實現(xiàn)傳感器的小型化和高集成度，并且壓力檢測靈敏度高。

技術領域

本發(fā)明涉及智能感知技術領域及柔性觸覺傳感器領域，更具體地，涉及一種基于視覺光環(huán)的陣列化壓力測量方法、裝置及制備方法。

背景技術

智能化的應用領域越來越廣泛，但智能算法的處理離不開精確數(shù)據(jù)的獲取，如智能機器人的智能化工作與其對外界環(huán)境的信息感知密切相關，精確的數(shù)據(jù)感知方法可以大大的增進機器人的智能化程度。

目前，雖然機器視覺已得到迅速的發(fā)展，然而單純的視覺感知系統(tǒng)依然存在眾多問題，例如在不具有明顯紋理特征、顏色相近的物品中，單純的視覺感知系統(tǒng)無法實現(xiàn)較好的特征提取；在有強光干擾的環(huán)境中，單純的視覺識別則會變盲；在進行一些精細、精密操作的時候，執(zhí)行機構容易擋住視覺傳感，從而造成視覺盲區(qū)等缺陷。

有鑒于此，亟需提供靈敏度更高且不受檢測環(huán)境干擾的壓力測量方法，能夠滿足智能機器人實現(xiàn)更加精細、復雜任務的需求。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明實施例提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的基于視覺光環(huán)的陣列化壓力測量方法、裝置及制備方法。

第一方面，本發(fā)明實施例提供一種基于視覺光環(huán)的陣列化壓力測量方法，包括：獲取在柔性透明微柱陣列受壓力信號作用后，由微柱和基底發(fā)生形變所形成的光環(huán)圖像；將光環(huán)圖像輸入至解耦網(wǎng)絡模型，獲取由解耦網(wǎng)絡模型輸出的壓力信號的感知數(shù)據(jù)；其中，解耦網(wǎng)絡模型是基于柔性透明微柱陣列受標準壓力信號作用后的樣本光環(huán)圖像以及對應的識別標簽進行訓練后獲得的。

作為可選地，上述獲取在柔性透明微柱陣列受壓力信號作用后，由微柱和基底發(fā)生形變所形成的光環(huán)圖像，包括：微柱和基底因受壓力信號作用發(fā)生形變之后，在柔性透明微柱陣列底部形成凸面；利用設置于柔性透明微柱陣列底部的光源向所述凸面投射散射光線，散射光線經(jīng)所述凸面反射至位于柔性透明微柱陣列底部的圖像傳感器；利用圖像傳感器對反射后的散射光線進行成像，生成光環(huán)圖像信息，對光環(huán)圖像信息進行分析，獲取光環(huán)圖像。

作為可選地，在將光環(huán)圖像輸入至解耦網(wǎng)絡模型，獲取由解耦網(wǎng)絡模型輸出的壓力信號的感知數(shù)據(jù)之前，還包括：向柔性透明微柱陣列施加標準壓力信號，并獲取柔性透明微柱陣列受標準壓力信號作用后的樣本光環(huán)圖像；將樣本光環(huán)圖像輸入至預訓練解耦網(wǎng)絡模型中，提取樣本光環(huán)圖像的圖像特征，將圖像特征與標準壓力信號的感知數(shù)據(jù)相對應，建立識別標簽；通過多次改變標準壓力信號的參數(shù)，并獲取每次改變后的光環(huán)圖像；將每個不同的標準壓力信號與相應的光環(huán)圖像一一對應，構建訓練樣本標簽集；利用練樣本標簽集對預訓練解耦網(wǎng)絡模型進行迭代訓練，直至達到預設的訓練次數(shù)或訓練結果收斂，獲取解耦網(wǎng)絡模型。

作為可選地，光環(huán)圖像是由每個微柱和基底發(fā)生形變所形成的子光環(huán)圖像所組成的。

作為可選地，在每個微柱的頂端旋涂溫變材料，溫變材料的顏色隨溫度變化而變化；在獲取柔性透明微柱陣列受壓力信號作用后，由微柱和基底發(fā)生形變所形成的光環(huán)圖像的同時，獲取柔性透明微柱陣列的溫度變化圖像信息；基于圖像處理算法，根據(jù)溫度變化圖像信息，獲取柔性透明微柱陣列的實時溫度。