CN110823427B - 触觉传感器、压力事件的检测方法、装置及智能机器人 - Google Patents

触觉传感器、压力事件的检测方法、装置及智能机器人 Download PDF

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CN110823427B CN202010020410.8A CN202010020410A CN110823427B CN 110823427 B CN110823427 B CN 110823427B CN 202010020410 A CN202010020410 A CN 202010020410A CN 110823427 B CN110823427 B CN 110823427B
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Abstract

本申请公开了一种触觉传感器、压力事件的检测方法、装置及智能机器人，涉及传感器设计领域。该触觉传感器包括：第一波导内芯、第二波导内芯以及包裹在第一波导内芯和第二波导内芯外的包层；第一波导内芯的入射端与光源连接，第一波导内芯的出射端和第二波导内芯的出射端与光电接收器连接。通过设置第一波导内芯和第二波导内芯，并通过光源向第一波导内芯输入光能，通过光电接收器接收第一波导内芯和第二波导内芯输出的光能，从而确定该触觉传感器上所产生的压力事件，以及根据第一波导内芯输出的光能和第二波导内芯输出的光能，结合输入光能即可得到该压力事件在触觉传感器上产生的位置，增加了触觉传感器检测得到的数据的信息量。

Description

触觉传感器、压力事件的检测方法、装置及智能机器人
技术领域
本申请实施例涉及传感器设计领域，特别涉及一种触觉传感器、压力事件的检测方法、装置及智能机器人。
背景技术
触觉传感器是一种通过压阻原理、电容原理、压电原理、量子隧道原理、磁传感原理或者光学原理对压力事件进行检测的传感器，其中，基于光学原理实现的触觉传感器，由于其没有化学惰性，不受电磁干扰，重量轻等优势被应用的较为广泛。
相关技术中，基于光学原理实现的触觉传感器包括：波导内芯（core）和包层（cladding）。通过波导内芯在受压变形时的光能损失对压力进行检测。波导内芯束缚光在其中进行传播，根据光强变化程度确定该波导内芯所受到的压力事件的压力值。
然而，通过上述方式对压力事件进行检测时，仅能对压力事件的压力值进行确定，触觉传感器所检测得到的数据量有限。
发明内容
本申请实施例提供了一种触觉传感器、压力事件的检测方法、装置及智能机器人，可以解决触觉传感器所检测得到的数据量有限的问题。所述技术方案如下：
一方面，提供了一种触觉传感器，所述触觉传感器包括：第一波导内芯、第二波导内芯以及包裹在所述第一波导内芯和所述第二波导内芯外的包层；
所述第一波导内芯和所述第二波导内芯在所述包层内平行排列，且所述第一波导内芯的入射端在所述触觉传感器的第一侧，所述第一波导内芯的出射端与所述第二波导内芯的出射端在所述触觉传感器的第二侧；
所述第一波导内芯的入射端与光源连接，所述第一波导内芯的出射端和所述第二波导内芯的出射端与光电接收器连接。
另一方面，提供了一种压力事件的检测方法，所述方法包括：
获取输入触觉传感器的入射光的入射光强，所述触觉传感器中包括平行排列的第一波导内芯和第二波导内芯，所述入射光由所述第一波导内芯的入射端输入，所述第一波导内芯的出射端与光电接收器连接，所述第二波导内芯的出射端与所述光电接收器连接；
通过所述光电接收器获取所述第一波导内芯的输出光的第一出射光强，以及所述第二波导内芯的输出光的第二出射光强；
根据所述入射光强、所述第一出射光强和所述第二出射光强确定所述压力事件在所述触觉传感器上的触发位置和压力值。
另一方面，提供了一种压力事件的检测装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取输入触觉传感器的入射光的入射光强，所述触觉传感器中包括平行排列的第一波导内芯和第二波导内芯，所述入射光由所述第一波导内芯的入射端输入，所述第一波导内芯的出射端与光电接收器连接，所述第二波导内芯的出射端与所述光电接收器连接；
所述获取模块，还用于通过所述光电接收器获取所述第一波导内芯的输出光的第一出射光强，以及所述第二波导内芯的输出光的第二出射光强；
确定模块，用于根据所述入射光强、所述第一出射光强和所述第二出射光强确定所述压力事件在所述触觉传感器上的触发位置和压力值。
另一方面，提供了一种智能机器人，所述智能机器人上包括抓取部位，所述抓取部位用于对物品进行抓取；
所述抓取部位上安装有如上述本申请实施例中任一所述的触觉传感器。
另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如上述本申请实施例中任一所述的压力事件的检测方法。
另一方面，提供了一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行如上述本申请实施例中任一所述的压力事件的检测方法。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括:
通过在包层内设置第一波导内芯和第二波导内芯，并通过光源向第一波导内芯输入光能，通过光电接收器接收第一波导内芯和第二波导内芯输出的光能，从而确定该触觉传感器上所产生的压力事件，以及根据第一波导内芯输出的光能和第二波导内芯输出的光能，结合输入光能即可得到该压力事件在触觉传感器上产生的位置，增加了触觉传感器检测得到的数据的信息量，提高了压力事件的检测效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是相关技术中触觉传感器中波导内芯和包层的示意图；
图2是本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器中光波导的横向截面图；
图3是本申请另一个示例性实施例提供的触觉传感器中光波导的横向截面图；
图4是本申请一个示例性实施例提供的在触觉传感器上接收到压力事件的示意图；
图5是本申请一个示例性实施例提供的压力事件的检测方法的流程图；
图6是本申请另一个示例性实施例提供的压力事件的检测方法的流程图；
图7是本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器的长度示意图；
图8是本申请一个示例性实施例提供的智能机器人的示意图；
图9是本申请一个示例性实施例提供的通过触觉传感器对智能机器人的抓取进行监控的流程图；
图10是本申请一个示例性实施例提供的压力事件的检测装置的结构框图；
图11是本申请一个示例性的实施例提供的安装有触觉传感器的智能设备的结构框图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
相关技术中，触觉传感器中由一根波导内芯和在该波导内芯外的包层两部分组成，其中，内芯材料的折射率大于包层，能够束缚光在该内芯中传播，而当该触觉传感器上接收到压力事件时，该波导内芯受压产生形变，从而一部分在该波导内芯中传播的光能被泄露，从而波导内芯末端所检测到的光能相对入射光的光能存在光损失，根据该光损失能够计算得到压力事件的压力值。
示意性的，请参考图1，其示出了相关技术中触觉传感器中波导内芯和包层的示意图，如图1所示，该触觉传感器100中包括波导内芯110和包层120，其中，包层120包裹在波导内芯110的外围，波导内芯110的折射率大于包层120，故光能够在该波导内芯110中传播。
首先，对本申请实施例中涉及的触觉传感器的应用场景进行说明，该触觉传感器的应用场景包括如下场景中的至少一种：
第一，应用于智能机器人场景中，将该触觉传感器设置于智能机器人的抓取部位，如：手部，通过该触觉传感器对智能机器人在抓取物品时的压力值和压力位置进行确定，当压力值小于预设压力值时，确定物品存在滑落的可能，从而进行滑落警告；或，当压力位置发生变化时，确定物品存在滑落的可能，从而进行滑落警告；或，当压力值小于预设压力值时，确定智能机器人在触发触摸事件时，存在压力值不足以触发该触摸事件的可能，从而发出警告；
第二，应用于智能家电的控制场景中，将该触觉传感器设置于智能家电的控制面板上，如：该控制面板上包括对智能空调的控制区域，其中，区域1用于控制智能空调的开启关闭，区域2用于控制智能空调的温度升高，区域3用于控制智能空调的温度降低，区域4用于控制智能空调的风速，且存在单根光波导对应至少两个区域，当接收到在该控制面板上的压力事件时，通过该触觉传感器对压力事件的压力位置进行确定，并根据该压力位置确定被按压的区域，从而以该区域对应的控制方式对智能空调进行控制；
第三，应用于触摸路线展示场景中，该场景下包括触控板和显示设备，可选地，该触控板和显示设备可以实现为同一个设备的触控显示屏，该触控板上设置有该触觉传感器，通过该触觉传感器对压力事件的压力位置进行确定，并在显示设备上显示该压力位置，从而对触摸路线进行展示。
值得注意的是，上述应用场景中，以智能机器人场景、智能家电控制场景以及触摸路线展示场景为例进行说明，该触觉传感器还可以应用于其他需要确定压力事件的触发位置的场景下，本申请实施例对此不加以限定。
图2是本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器中光波导的横向截面图，如图2所示，该触觉传感器200包括第一波导内芯210、第二波导内芯220和包裹在第一波导内芯210和第二波导内芯220外的包层230；
其中，第一波导内芯210和第二波导内芯220在包层230内平行排列，且第一波导内芯210的入射端在触觉传感器200的第一侧，第一波导内芯210的出射端与第二波导内芯220的出射端在触觉传感器的第二侧；该第一波导内芯210的入射端与光源连接，该第一波导内芯210的出射端与光电接收器连接，且第二波导内芯220的出射端与光电接收器连接。
示意性的，如图2所示，第一波导内芯210和第二波导内芯220之间存在一层包层230将该第一波导内芯210和第二波导内芯220隔开。光源向该第一波导内芯210的入射端发出入射光，该入射光以光能的形式在该第一波导内芯210中向该第一波导内芯210的出射端进行传播。
示意性的，对该触觉传感器200检测压力事件的原理进行说明：
当该触觉传感器200上接收到压力事件时，该压力作用于触觉传感器200上，也即压力作用于第一波导内芯210和第二波导内芯220之上，由于入射光在该第一波导内芯210中进行传播，根据作用在第一波导内芯210上的压力，该第一波导内芯210产生形变，从而入射光根据该压力泄露到第二波导内芯220中，并在第二波导内芯220中进行传播，从而该第一波导内芯210输出第一出射光，第二波导内芯220输出第二出射光，确定输入该第一波导内芯的入射光的入射光强，确定第一出射光的第一出射光强和第二出射光的第二出射光强后，即可根据入射光强、第一出射光强和第二出射光强确定该压力事件在触觉传感器上的触发位置，也即该压力事件在触觉传感器上的触发位置距离第一波导内芯210入射端的距离。
综上所述，本实施例提供的触觉传感器，通过在包层内设置第一波导内芯和第二波导内芯，并通过光源向第一波导内芯输入光能，通过光电接收器接收第一波导内芯和第二波导内芯输出的光能，从而确定该触觉传感器上所产生的压力事件，以及根据第一波导内芯输出的光能和第二波导内芯输出的光能，结合输入光能即可得到该压力事件在触觉传感器上产生的位置，增加了触觉传感器检测得到的数据的信息量，提高了压力事件的检测效率。
可选地，第一波导内芯210和第二波导内芯220的折射率大于包层的折射率。可选地，第一波导内芯210在传播光能时的第一光损耗率与第二波导内芯220在传播光能时的第二光损耗率不同，可选地，传输距离一定时，第一波导内芯210的光损耗大于第二波导内芯220的光损耗；或，传输距离一定时，第一波导内芯210的光损耗小于第二波导内芯220的光损耗。可选地，本申请实施例中，以该第一波导内芯210的光损耗大于第二波导内芯220的光损耗为例进行说明。
可选地，第一波导内芯210中包括纳米级二氧化钛和第一配比的聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane，PDMS），该PDMS为一种双组分硅胶，该第一配比是指PDMS与固化剂之间的配比，可选地，第二波导内芯220包括第一配比的PDMS，包层230包括第二配比的PDMS，其中，第二配比的PDMS的第一光折射率小于第一配比的PDMS的第二光折射率，可选地，该第二配比的PDMS的第一柔性高于第一配比的PDMS的第二柔性，也即，该第二配比的PDMS中固化剂的占比小于第一配比的PDMS中固化剂的占比。
可选地，第一波导内芯210包括50纳米颗粒的二氧化钛和5：1配比的PDMS和，其中，二氧化钛用于增加第一波导内芯210在光传播过程中的光损耗；第二波导内芯220包括5：1配比的PDMS，包层230包括10：1配比的PDMS，故第一波导内芯210和第二波导内芯220的柔性小于包层230的柔性，而包层230的折射率小于第一波导内芯210和第二波导内芯220的折射率。
示意性的，请参考图3，该光源实现为发光二极管310，第一波导内芯210的入射端与发光二极管310连接，该发光二极管310向第一波导内芯210的入射端输入光能，也即，该发光二极管310向该第一波导内芯210的入射端发出入射光，该入射光以光能的形式在该第一波导内芯210中传播。
可选地，该第一波导内芯210的出射端与光电接收器连接，第二波导内芯220的出射端与光电接收器连接，可选地，该第一波导内芯210和出射端和第二波导内芯220的出射端与同一个光电接收器连接，或，第一波导内芯210的出射端和第二波导内芯220的出射端分别与不同的光电接收器连接。
可选地，该光电接收器可以实现为光电二极管，也即，第一波导内芯210的出射端和第二波导内芯220的出射端与光电二极管连接，该光电二极管接收第一波导内芯210的出射端和第二波导内芯220的出射端输出的光能。
示意性的，如图3所示，第一波导内芯210的出射端与第一光电二极管320连接，该第一光电二极管320接收第一波导内芯的出射端输出的光能；第二波导内芯220的出射端与第二光电二极管330连接，该第二光电二极管330接收第二波导内芯的出射端输出的光能。
可选地，当触觉传感器200的目标位置处接收到压力事件时，该目标位置处的第一波导内芯210将光能传递至第二波导内芯220。
示意性的，请参考图4，在触觉传感器200上的目标位置处接收到压力事件，则在该目标位置处，第一波导内芯210中正在传播的光能400被泄露到第二波导内芯220中，并继续以光能400的形式在第二波导内芯220中进行传播。
可选地，由于该第一波导内芯210中的光能400需要泄露到第二波导内芯220中，也即该第一波导内芯210和第二波导内芯220在触觉传感器200的受力方向上叠置，如图4所示，该第一波导内芯210和第二波导内芯220在目标位置处接收到的压力事件的压力方向上呈现为上下叠置的排列方式，从而该目标位置处接收到压力事件时，第一波导内芯210产生形变，根据该形变能够将第一波导内芯210中的光能泄露至第二波导内芯220中进行传播。
综上所述，本实施例提供的触觉传感器，通过在包层内设置第一波导内芯和第二波导内芯，并通过光源向第一波导内芯输入光能，通过光电接收器接收第一波导内芯和第二波导内芯输出的光能，从而确定该触觉传感器上所产生的压力事件，以及根据第一波导内芯输出的光能和第二波导内芯输出的光能，结合输入光能即可得到该压力事件在触觉传感器上产生的位置，增加了触觉传感器检测得到的数据的信息量，提高了压力事件的检测效率。
本实施例提供的触觉传感器，通过第一光电二极管接收第一波导内芯的出射端输出的光能，并通过第二光电二极管接收第二波导内芯的出射端输出的光能，从而根据第一光电二极管和第二光电二极管所检测到的光能对第一波导内芯泄露至第二波导内芯的光能进行确定，并确定该压力事件在触觉传感器上的触发位置。
结合上述触觉传感器的结构说明，对本申请实施例中提供的压力事件的检测方法进行说明，图5是本申请一个示例性实施例提供的压力事件的检测方法的流程图，以该方法应用于安装有触觉传感器的智能设备中为例进行说明，如图5所示，该方法包括：
步骤501，获取触觉传感器的入射光的入射光强，该触觉传感器中包括平行排列的第一波导内芯和第二波导内芯，该入射光由第一波导内芯的入射端输入。
可选地，该第一波导内芯的出射端与光电接收器连接，第二波导内芯的出射端与光电接收器连接。
可选地，该入射光由第一波导内芯的入射端输入后，沿该第一波导内芯进行传播，当触觉传感器上接收到压力事件时，该第一波导内芯中的部分光能泄露到第二波导内芯中进行传播。
可选地，该触觉传感器中还包括包裹在第一波导内芯和第二波导内芯外的包层，该第一波导内芯包括纳米级二氧化钛和第一配比的PDMS，第二波导内芯包括第一配比的PDMS，包层包括第二配比的PDMS，示意性的，第一波导内芯由50纳米颗粒的二氧化钛和5：1配比的PDMS组成；第二波导内芯由5：1配比的PDMS组成；包层由10：1配比的PDMS组成。
可选地，该入射光强为光源向第一波导内芯的入射端输入的光强，可选地，该第一波导内芯的入射端与发光二极管连接，该发光二极管向第一波导内芯的入射端发射光能。
可选地，该发光二极管所发出的入射光的入射光强为预设光强，或，该发光二极管所发出的入射光的入射光强是由智能设备随机设置的光强，可选地，智能设备控制该发光二极管发光后，确定该发光二极管所发出的入射光的光强作为触觉传感器的入射光强。
步骤502，通过光电接收器获取第一波导内芯的输出光的第一出射光强，以及第二波导内芯的输出光的第二出射光强。
可选地，该光电接收器包括第一光电二极管和第二光电二极管，第一波导内芯的出射端与第一光电二极管连接，第二波导内芯的出射端与第二光电二极管连接，通过第一光电二极管获取第一波导内芯的第一出射光强，并通过第二光电二极管获取第二波导内芯的第二出射光强。
可选地，光电二极管是一种将光信号转换成电信号的光电传感器件，光电二极管是在反向电压作用下工作的，没有光照时，反向电流极其微弱，称为暗电流；当有光照时，反向电流迅速增大，称为光电流，光的强度越大，反向电流也越大，光的变化引起光电二极管的电流变化，故光电二极管能够将光信号转换成电信号，作为光电传感器件。
可选地，第一波导内芯对入射光进行传播后，从出射端输出至第一光电二极管，第一光电二极管通过将第一波导内芯的出射端发出的光信号转换成电信号，从而确定该第一波导内芯的第一出射光强；同理，第二波导内芯对第一波导内芯泄露的入射光进行传播后，从出射端输出至第二光电二极管，第二光电二极管通过将第二波导内芯的出射端发出的光信号转换成电信号，从而确定该第二波导内芯的第二出射光强。
步骤503，根据入射光强、第一出射光强和第二出射光强确定压力事件在触觉传感器上的触发位置和压力值。
可选地，第一波导内芯对应有光传播长度，该光传播长度为光能在第一波导内芯中的最长传输长度，也即该第一波导内芯的长度。可选地，第一波导内芯和第二波导内芯的长度相等。
可选地，根据光传播长度、入射光强和第一出射光强确定压力事件的压力值后，根据压力值、入射光强和第二出射光强，确定触发位置与第一波导内芯的入射端之间的距离，得到压力事件在触觉传感器上的触发位置。
综上所述，本实施例提供的压力事件的检测方法，通过设置第一波导内芯和第二波导内芯，并通过光源向第一波导内芯输入光能，通过光电接收器接收第一波导内芯和第二波导内芯输出的光能，从而确定该触觉传感器上所产生的压力事件，以及根据第一波导内芯输出的光能和第二波导内芯输出的光能，结合输入光能即可得到该压力事件在触觉传感器上产生的位置，增加了触觉传感器检测得到的数据的信息量，提高了压力事件的检测效率。
在一个可选地实施例中，光能在第一波导内芯和第二波导内芯中传输时，对应有光能损耗，在确定压力事件在触觉传感器上的触发位置时，还需要结合该光能损耗进行计算，图6是本申请一个示例性实施例提供的压力事件的检测方法的流程图，以该方法应用于智能设备中为例进行说明，如图6所示，该方法包括：
步骤601，获取触觉传感器的入射光的入射光强，该触觉传感器中包括平行排列的第一波导内芯和第二波导内芯，该入射光由第一波导内芯的入射端输入。
可选地，该第一波导内芯的出射端与光电接收器连接，第二波导内芯的出射端与光电接收器连接。
可选地，该入射光由第一波导内芯的入射端输入后，沿该第一波导内芯进行传播，当触觉传感器上接收到压力事件时，该第一波导内芯中的部分光能泄露到第二波导内芯中进行传播。
步骤602，通过光电接收器获取第一波导内芯的输出光的第一出射光强，以及第二波导内芯的输出光的第二出射光强。
可选地，该光电接收器包括第一光电二极管和第二光电二极管，第一波导内芯的出射端与第一光电二极管连接，第二波导内芯的出射端与第二光电二极管连接，通过第一光电二极管获取第一波导内芯的第一出射光强，并通过第二光电二极管获取第二波导内芯的第二出射光强。
步骤603，确定第一波导内芯的光传播长度。
可选地，该光传播长度即为该第一波导内芯的长度。
示意性的，请参考图7，触觉传感器700中包括第一波导内芯710和第二波导内芯720，其中，图7中示出该第一波导内芯710和第二波导内芯720的长度L，该长度L即为光传播长度。
步骤604，根据光传播长度确定第一波导内芯中的光损耗值。
可选地，光能在波导内芯中的损耗是e的指数幂，示意性的，该光损耗值为
Figure 354472DEST_PATH_IMAGE001
，其中，α1是预设常数，该α1的取值由第一波导内芯的材料决定，L为光传播长度，也即第一波导内芯的长度，则该光损耗值为e的α1×L次幂。
步骤605，确定第一波导内芯中的光能向第二波导内芯泄露的光强与压力值的对应关系。
可选地，第一波导内芯中的光能向第二波导内芯泄露的光强与压力值呈正相关关系。
可选地，当触觉传感器上接收到压力事件时，该压力事件的触发位置处的第一波导内芯发生形变，从而向第二波导内芯泄露光能，可选地，第一波导内芯泄露的光能与该压力事件的压力大小呈正相关。
步骤606，根据光损耗值、对应关系、入射光强和第一出射光强，确定压力事件的压力值。
可选地，通过如下公式一计算得到该压力值：
公式一：
Figure 772946DEST_PATH_IMAGE002
其中，l表示压力事件的触发位置与第一波导内芯的入射端之间的距离，L表示第一波导内芯的光传播长度，P0表示入射光强，P1表示第一出射光强，α1是预设常数，β(F)表示从第一波导内芯泄露到第二波导内芯的光强与压力值之间的对应关系，F为压力值。
可选地，由于公式一种的P0、P1、α1、L皆为已知数，故通过将上述已知数代入公式一，即可得到β(F)函数中的F，即压力值。
步骤607，根据压力值、入射光强和第二出射光强，确定触发位置与第一波导内芯的入射端之间的距离，得到压力事件在触觉传感器上的触发位置。
可选地，通过如下公式二计算得到该触发位置与第一波导内芯的入射端之间的距离，也即上述公式一种的未知参数l：
公式二：
Figure 658469DEST_PATH_IMAGE003
其中，l表示压力事件的触发位置与第一波导内芯的入射端之间的距离，L表示第一波导内芯的光传播长度，P0表示入射光强，β(F)表示从第一波导内芯泄露到第二波导内芯的光强与压力值之间的对应关系，F为压力值，C表示光能从第一波导内芯泄露到第二波导内芯过程中的损耗值，该C的取值为预设取值，α1和α2是预设常数，α1的取值由第一波导内芯的材料决定，α2的取值由第二波导内芯的材料决定，由于第一波导内芯为增加了纳米级二氧化钛的波导内芯，而第二波导内芯未增加二氧化钛，故第一波导内芯在光传播过程中的光损耗更高，故上述α1的取值大于α2的取值。
可选地，上述P0、P2、α1、α2、L、C、β(F)皆为已知量，故通过将上述已知量代入公式二，即可得到未知量l，即压力事件的触发位置与第一波导内芯的入射端之间的距离。
综上所述，本实施例提供的压力事件的检测方法，通过设置第一波导内芯和第二波导内芯，并通过光源向第一波导内芯输入光能，通过光电接收器接收第一波导内芯和第二波导内芯输出的光能，从而确定该触觉传感器上所产生的压力事件，以及根据第一波导内芯输出的光能和第二波导内芯输出的光能，结合输入光能即可得到该压力事件在触觉传感器上产生的位置，增加了触觉传感器检测得到的数据的信息量，提高了压力事件的检测效率。
本实施例提供的方法，通过入射光强、第一出射光强和第二出射光强，结合第一波导内芯和第二波导内芯中的传播损耗对该压力事件的压力值和触发位置进行计算，提高了压力事件的检测准确率。
本实施例提供的方法，通过在第一波导内芯中增加纳米级二氧化钛增加第一波导内芯的光损耗，从而使第一波导内芯的光损耗和第二波导内芯的光损耗不同，在对压力事件的触发位置进行计算时，设置不同的参数表达该第一波导内芯和第二波导内芯的光损耗率，计算得到的触发位置更准确。
在一个可选的实施例中，上述触觉传感器以及压力事件的检测方法应用于智能机器人中，示意性的，请参考图8，该智能机器人800上包括抓取部位810，如：手部，该抓取部位810用于对物品进行抓取，该抓取部位上安装有如图1至图4示出的触觉传感器。
可选地，通过该触觉传感器以及上述压力事件的检测方法，能够对该智能机器人对物品的抓取进行监控。可选地，该监控过程如图9所示，包括如下步骤：
步骤901，控制智能机器人通过抓取部位对物品进行抓取。
示意性的，智能机器人通过手部对物品进行抓取，则控制智能机器人通过手部对物品进行抓取。
可选地，该智能机器人的手部设置有触觉传感器，该触觉传感器中包括平行排列的第一波导内芯和第二波导内芯，该第一波导内芯的入射端输入有发光二极管发出的入射光。可选地，该第一波导内芯的出射端与第二波导内芯的出射端与光电接收器连接。
可选地，该触觉传感器中还包括包裹在第一波导内芯和第二波导内芯外的包层，该第一波导内芯包括第一配比的PDMS和纳米级二氧化钛，第二波导内芯包括第一配比的PDMS，包层包括第二配比的PDMS，示意性的，第一波导内芯由50纳米颗粒的二氧化钛和5：1配比的PDMS组成；第二波导内芯由5：1配比的PDMS组成；包层由10：1配比的PDMS组成。
步骤902，持续获取触觉传感器中第一波导内芯的第一出射光强和第二波导内芯的第二出射光强。
可选地，该入射光由第一波导内芯的入射端输入后，沿该第一波导内芯进行传播，当触觉传感器上接收到压力事件时，该第一波导内芯中的部分光能泄露到第二波导内芯中进行传播。
步骤903，根据第一出射光强和第二出射光强确定抓取部位抓取物品时所应用的抓取位置。
可选地，根据第一出射光强、第二出射光强以及入射光强能够计算得到该触觉传感器上接收到的压力事件的压力大小以及触发位置。
可选地，该压力大小和触发位置的计算方式在上述步骤606至步骤607中已进行了详细说明，此处不再赘述。
步骤904，当触发位置发生变化时，发出物品滑动警告。
可选地，当压力事件在触觉传感器上的触发位置发生变化时，则表示该物品在机器人的抓取部位上发生了滑动，故发出物品滑动警告。
步骤905，当压力大小小于预设压力值时，发出压力值不足警告。
可选地，当压力事件的压力值小于预设压力值时，存在压力值的抓取力不足以支撑抓取该物品的可能，故发出物品滑动警告；或，当压力事件的压力值小于预设压力值时，存在压力值不足以触发触摸事件的可能，故发出触发失败警告或控制智能机器人增加压力事件的压力值。
综上所述，本实施例提供的压力事件的检测方法，通过设置第一波导内芯和第二波导内芯，并通过光源向第一波导内芯输入光能，通过光电接收器接收第一波导内芯和第二波导内芯输出的光能，从而确定该触觉传感器上所产生的压力事件，以及根据第一波导内芯输出的光能和第二波导内芯输出的光能，结合输入光能即可得到该压力事件在触觉传感器上产生的位置，增加了触觉传感器检测得到的数据的信息量，提高了压力事件的检测效率。
本实施例提供的方法，通过对压力事件在触觉传感器上产生的位置进行确定，当压力位置发生变化时确定智能机器人对物品的抓取发生滑动，从而进行警告，提高了智能机器人对物品的抓取准确率。
本实施例提供的方法，通过对压力事件的压力值进行确定，当压力值发生变化时确定存在压力值的抓取力不足以支撑抓取该物品的可能，从而进行警告，提高了智能机器人对物品的抓取准确率。
图10是本申请一个示例性实施例提供的压力事件的检测装置的结构框图，如图10所示，该装置包括：获取模块1010、确定模块1020；
获取模块1010，用于获取输入触觉传感器的入射光的入射光强，所述触觉传感器中包括平行排列的第一波导内芯和第二波导内芯，所述入射光由所述第一波导内芯的入射端输入，所述第一波导内芯的出射端与光电接收器连接，所述第二波导内芯的出射端与所述光电接收器连接；
获取模块1010，还用于通过所述光电接收器获取所述第一波导内芯的输出光的第一出射光强，以及所述第二波导内芯的输出光的第二出射光强；
确定模块1020，用于根据所述入射光强、所述第一出射光强和所述第二出射光强确定所述压力事件在所述触觉传感器上的触发位置和压力值。
在一个可选的实施例中，确定模块1020，还用于确定所述第一波导内芯的光传播长度；根据所述光传播长度、所述入射光强和所述第一出射光强，确定所述压力事件的压力值；根据所述压力值、所述入射光强和所述第二出射光强，确定所述触发位置与所述第一波导内芯的入射端之间的距离，得到所述压力事件在所述触觉传感器上的所述触发位置。
在一个可选的实施例中，确定模块1020，还用于根据所述光传播长度确定所述第一波导内芯中的光损耗值；确定第一波导内芯中的光能向所述第二波导内芯泄露的光强与所述压力值的对应关系；根据所述光损耗值、所述对应关系、所述入射光强和所述第一出射光强，确定所述压力值。
在一个可选的实施例中，所述光电接收器包括第一光电二极管和第二光电二极管，所述第一波导内芯的出射端与所述第一光电二极管连接，所述第二波导内芯的出射端与所述第二光电二极管连接；
获取模块1010，还用于通过所述第一光电二极管获取所述第一波导内芯的所述第一出射光强；通过所述第二光电二极管获取所述第二波导内芯的所述第二出射光强。
综上所述，本实施例提供的压力事件的检测装置，通过设置第一波导内芯和第二波导内芯，并通过光源向第一波导内芯输入光能，通过光电接收器接收第一波导内芯和第二波导内芯输出的光能，从而确定该触觉传感器上所产生的压力事件，以及根据第一波导内芯输出的光能和第二波导内芯输出的光能，结合输入光能即可得到该压力事件在触觉传感器上产生的位置，增加了触觉传感器检测得到的数据的信息量，提高了压力事件的检测效率。
图11是本申请一个示例性实施例提供的安装有触觉传感器的智能设备的结构框图，如图11所示，该智能设备1100包括：处理器1110、存储器1120以及触觉传感器1130，可选地，该智能设备1100还包括显示屏1140；
其中，存储器1120中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器1110加载并执行以实现如上述图5或图6所示的压力事件的检测方法。
该触觉传感器1130用于对压力事件进行检测，可选地，该触觉传感器1130实现为如图2或图3所示的触觉传感器。
可选地，该计算机可读存储介质可以包括：只读存储器（ROM，Read Only Memory）、随机存取记忆体（RAM，Random Access Memory）、固态硬盘（SSD，Solid State Drives）或光盘等。其中，随机存取记忆体可以包括电阻式随机存取记忆体（ReRAM, Resistance RandomAccess Memory）和动态随机存取存储器（DRAM，Dynamic Random Access Memory）。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种触觉传感器，其特征在于，所述触觉传感器包括：第一波导内芯、第二波导内芯以及包裹在所述第一波导内芯和所述第二波导内芯外的包层；
所述第一波导内芯和所述第二波导内芯在所述包层内平行排列，且所述第一波导内芯的入射端在所述触觉传感器的第一侧，所述第一波导内芯的出射端与所述第二波导内芯的出射端在所述触觉传感器的第二侧；
所述第一波导内芯的入射端与光源连接，所述第一波导内芯的出射端和所述第二波导内芯的出射端与光电接收器连接；
所述第一波导内芯包括纳米级二氧化钛和第一配比的聚二甲基硅氧烷；
所述第二波导内芯包括所述第一配比的聚二甲基硅氧烷；
所述包层包括第二配比的聚二甲基硅氧烷；
其中，所述第二配比的聚二甲基硅氧烷的第一光折射率小于所述第一配比的聚二甲基硅氧烷的第二光折射率。
2.根据权利要求1所述的触觉传感器，其特征在于，
所述第一波导内芯在传输光能时的第一光损耗率与所述第二波导内芯在传输光能时的第二光损耗率不同。
3.根据权利要求2所述的触觉传感器，其特征在于，
所述第一波导内芯包括50纳米颗粒的二氧化钛和5：1配比的聚二甲基硅氧烷；
所述第二波导内芯包括5：1配比的聚二甲基硅氧烷；
所述包层包括10：1配比的聚二甲基硅氧烷。
4.根据权利要求1至3任一所述的触觉传感器，其特征在于，
所述光源为发光二极管，所述第一波导内芯的入射端与所述发光二极管连接，所述发光二极管向所述第一波导内芯的入射端输入光能。
5.根据权利要求1至3任一所述的触觉传感器，其特征在于，
所述第一波导内芯的出射端与光电二极管连接，所述第二波导内芯的出射端与所述光电二极管连接，所述光电二极管接收所述第一波导内芯的出射端和所述第二波导内芯的出射端输出的光能。
6.根据权利要求5所述的触觉传感器，其特征在于，
所述第一波导内芯的出射端与第一光电二极管连接，所述第一光电二极管接收所述第一波导内芯的出射端输出的光能；
所述第二波导内芯的出射端与第二光电二极管连接，所述第二光电二极管接收所述第二波导内芯的出射端输出的光能。
7.根据权利要求1至3任一所述的触觉传感器，其特征在于，
所述第一波导内芯和所述第二波导内芯在所述触觉传感器的受力方向上叠置。
8.一种压力事件的检测方法，其特征在于，所述方法包括：
获取输入触觉传感器的入射光的入射光强，所述触觉传感器中包括平行排列的第一波导内芯和第二波导内芯，所述入射光由所述第一波导内芯的入射端输入，所述第一波导内芯的出射端与光电接收器连接，所述第二波导内芯的出射端与所述光电接收器连接；
通过所述光电接收器获取所述第一波导内芯的输出光的第一出射光强，以及所述第二波导内芯的输出光的第二出射光强；
根据所述入射光强、所述第一出射光强和所述第二出射光强确定所述压力事件在所述触觉传感器上的触发位置和压力值。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述入射光强、所述第一出射光强和所述第二出射光强确定所述压力事件在所述触觉传感器上的触发位置，包括：
确定所述第一波导内芯的光传播长度；
根据所述光传播长度、所述入射光强和所述第一出射光强，确定所述压力事件的所述压力值；
根据所述压力值、所述入射光强和所述第二出射光强，确定所述触发位置与所述第一波导内芯的入射端之间的距离，得到所述压力事件在所述触觉传感器上的所述触发位置。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述光传播长度、所述入射光强和所述第一出射光强，确定所述压力事件的压力值，包括：
根据所述光传播长度确定所述第一波导内芯中的光损耗值；
确定第一波导内芯中的光能向所述第二波导内芯泄露的光强与所述压力值的对应关系；
根据所述光损耗值、所述对应关系、所述入射光强和所述第一出射光强，确定所述压力值。
11.根据权利要求8至10任一所述的方法，其特征在于，所述光电接收器包括第一光电二极管和第二光电二极管，所述第一波导内芯的出射端与所述第一光电二极管连接，所述第二波导内芯的出射端与所述第二光电二极管连接；
所述通过所述光电接收器获取所述第一波导内芯的输出光的第一出射光强，以及所述第二波导内芯的输出光的第二出射光强，包括：
通过所述第一光电二极管获取所述第一波导内芯的所述第一出射光强；
通过所述第二光电二极管获取所述第二波导内芯的所述第二出射光强。
12.一种压力事件的检测装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取输入触觉传感器的入射光的入射光强，所述触觉传感器中包括平行排列的第一波导内芯和第二波导内芯，所述入射光由所述第一波导内芯的入射端输入，所述第一波导内芯的出射端与光电接收器连接，所述第二波导内芯的出射端与所述光电接收器连接；
所述获取模块，还用于通过所述光电接收器获取所述第一波导内芯的输出光的第一出射光强，以及所述第二波导内芯的输出光的第二出射光强；
确定模块，用于根据所述入射光强、所述第一出射光强和所述第二出射光强确定所述压力事件在所述触觉传感器上的触发位置和压力值。
13.一种智能机器人，其特征在于，所述智能机器人上包括抓取部位，所述抓取部位用于对物品进行抓取；
所述抓取部位上安装有如权利要求1至7任一所述的触觉传感器。
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如权利要求8至11任一所述的压力事件的检测方法。
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