CN111256889B - 触觉传感器、触觉事件的检测方法、装置及智能机器人 - Google Patents

触觉传感器、触觉事件的检测方法、装置及智能机器人 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种触觉传感器、触觉事件的检测方法、装置及智能机器人，涉及传感器领域。触觉传感器包括：第一波导内芯、第二波导内芯以及包层，包层包裹在第一波导内芯和第二波导内芯的外部；第一波导内芯和第二波导内芯在包层内平行且隔离排列；第一波导内芯的输入端与第一光源连接，第一波导内芯的输出端与第一光电接收器连接，第一波导内芯沿第一方向具有均匀的芯体宽度是相同的；第二波导内芯的输入端与第二光源连接，第二波导内芯的输出端与第二光电接收器连接，第二波导内芯中存在至少两个位置的芯体宽度是不同的。

Description

触觉传感器、触觉事件的检测方法、装置及智能机器人
技术领域
本申请实施例涉及传感器领域，特别涉及一种触觉传感器、触觉事件的检测方法、装置及智能机器人。
背景技术
触觉传感器是用于机器人中模拟触觉功能的传感器。触觉是人与外界环境直接接触时的重要感觉功能，研制满足要求的触觉传感器是机器人发展中的技术关键之一。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，重量轻等优势得到广泛应用。
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。其中，波导内芯束缚光在其中进行传播，当波导内芯受压产生形变时，在该波导内芯中传播的光被存在一部分泄露，从而导致从波导内芯的末端输出的光强变弱，根据光强变化确定光能损失，然后根据光能损失计算得到压力值。
然而，通过上述方式对触觉事件进行检测时，仅能对触觉事件的压力值进行确定，而并不能确定该触觉事件在触觉传感器上的触觉位置。
发明内容
本申请实施例提供了一种触觉传感器、触觉事件的检测方法、装置及智能机器人，可以同时检测到触摸压力和触摸位置。所述技术方案如下：
根据本申请的一个方面，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层，所述包层包裹在所述第一波导内芯和所述第二波导内芯的外部；
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且隔离排列；
所述第一波导内芯的输入端与第一光源连接，所述第一波导内芯的输出端与第一光电接收器连接，所述第一波导内芯沿第一方向具有均匀的芯体宽度，所述第一方向是从所述输入端指向所述输出端的方向；
所述第二波导内芯的输入端与第二光源连接，所述第二波导内芯的输出端与第二光电接收器连接，所述第二波导内芯沿所述第一方向具有变化的芯体宽度。
根据本申请的另一方面，提供了一种智能机器人，所述智能机器人上包括机器皮肤，所述机器皮肤上设置有如上所述的触觉传感器。
根据本申请的另一方面，提供了一种触觉事件的检测方法，应用于与上述触觉传感器相连的处理器中，所述方法包括：
获取所述第一光源的第一入射光强和所述第一光电接收器的第一出射光强；
根据所述第一入射光强和所述第一出射光强之间的第一光损失，计算得到所述触觉事件的压力值；
获取所述第二光源的第二入射光强和所述第二光电接收器的第二出射光强；
根据所述第二入射光强和所述第二出射光强之间的第二光损失，计算得到所述触觉事件的压力位置。
根据本申请的另一方面，提供了一种触觉事件的检测装置，所述检测装置与触觉传感器相连，所述装置包括：
获取模块，用于获取所述第一光源的第一入射光强和所述第一光电接收器的第一出射光强；
压力计算模块，用于根据所述第一入射光强和所述第一出射光强之间的第一光损失，计算得到所述触觉事件的压力值；
所述获取模块，用于获取所述第二光源的第二入射光强和所述第二光电接收器的第二出射光强；
位置计算模块，用于根据所述第二入射光强和所述第二出射光强之间的第二光损失，计算得到所述触觉事件的压力位置。
根据本申请的另一方面，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触觉事件的检测方法。
根据本申请的另一方面，提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括：处理器和存储器；所述处理器和所述存储器相连，所述存储器中存储有计算机指令，所述计算机指令被所述处理器执行时实现如上述本申请实施例中任一所述的触觉事件的检测方法。
根据本申请的另一方面，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触觉事件的检测方法。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括:
通过将第一波导内芯的芯体宽度在沿第一方向的各个位置上设置为相同的，将第二波导内芯的芯体宽度在沿第一方向的至少两个位置上设置为不同的，使用第一波导内芯来测量受到触觉时的压力值，使用第二波导内芯来测量受到受力位置，实现了“压力值+受力位置”的双重检测。
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是本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器的第一截面图(或正视截面图)；
图2是本申请另一个示例性实施例提供的第一波导内芯的第二截面图(或俯视截面图)；
图3是本申请另一个示例性实施例提供的第二波导内芯的第二截面图(或俯视截面图)；
图4是本申请另一个示例性实施例提供的第二波导内芯的第二截面图；
图5是本申请另一个示例性实施例提供的第二波导内芯的第二截面图；
图6是本申请另一个示例性实施例提供的触觉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事件的检测方法的原理示意图；
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触觉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。
图1是本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器10的第一截面图。如图1所示，触觉传感器10包括：第一波导内芯12、第二波导内芯14以及包层16，包层16包裹在第一波导内芯12和第二波导内芯14的外部。
第一波导内芯12和第二波导内芯14在包层16内平行且隔离排列。隔离排列是指第一波导内芯12和第二波导内芯14之间通过包层16隔开，以避免第一波导内芯12中传输的光逸散到第二波导内芯14中，或者避免第二波导内芯14中传输的光逸散到第一波导内芯12中。
第一波导内芯12的输入端与第一光源121连接，第一波导内芯12的输出端与第一光电接收器122连接。由第一光源121发出的光，经过第一波导内芯12的传输后，由第一光电接收器122所接收。第一波导内芯12在不同位置的芯体宽度是相同(或均匀)的。也即，第一波导内芯12沿第一方向(或第二方向)具有均匀的芯体宽度，第一方向是从输入端指向输出端的方向。
结合参考图2，图2示出了第一波导内芯12的第二截面图。第二截面图的截面与第一截面图的截面垂直，且两个截面均与第一波导内芯12的光传输方向平行。设第一波导内芯12的横截面是圆形，该芯体宽度即为图2中示出的半径d1。第一波导内芯12在不同位置的芯体半径d1均相同。
第二波导内芯14的输入端与第二光源141连接，第二波导内芯的输出端与第二光电接收器142连接。由第二光源141发出的光，经过第二波导内芯14的传输后，由第二光电接收器142所接收。第二波导内芯14中存在至少两个位置的芯体宽度是不同的。也即，第二波导内芯沿第一方向(或第二方向)具有变化的芯体宽度。
结合参考图3，图3示出了第二波导内芯14的第二截面图。第二截面图的截面与第一截面图的截面垂直，且两个截面均与第二波导内芯14的光传输方向平行。设第二波导内芯14的横截面是圆形，在位置1的芯体宽度d21不同于在位置2的芯体宽度d22，也即第二波导内芯14在不同位置的芯体半径可以不同。
其中，第一波导内芯12的第一折射率大于包层16的外层折射率，第二波导内芯14的第二折射率大于包层16的外层折射率。其中，第一折射率和第二折射率相同或不同。本实施例以第一折射率和第二折射率相同来举例说明。可选地，内层折射率(第一折射率或第二折射率)与外层折射率之间的差值小于阈值，也即内层折射率是略大于外层折射率。
工作原理：
光损失(LightLoss)表示在输出端被光电接收器检测到的光强衰弱程度。因为第一波导内芯12和第二波导内芯14的内层折射率大于包层材料的折射率，所以可以束缚光在第一波导内芯12和第二波导内芯14中通行。但又因为内层折射率和外层折射率比较相近，所以束缚光的能力不是很强。当第一波导内芯12和第二波导内芯14受压形变时，在第一波导内芯12和第二波导内芯12中传输的一部分光会因为波导形变漏出去(因为波导内芯只能束缚入射角大于一定角度的光，当波导内芯形变时，部分光在波导内芯和包层的交界面处的入射角变小，所以有一部分光会漏出去)。
如图2所示，因为第一波导内芯12的芯体宽度是一致的，所以不管外部的力触觉到第一波导内芯12的任意位置，只要力的大小是一样的，那么光路形变是一致的，所以可以直接由第一波导内芯12的光损推断出受力大小。但是对于第二波导内芯14来讲，用同样大小的力去触觉位置1或者位置2时，由于第一波导内芯12检测到的光损是一致的，但由第二波导内芯14检测到的光损失是不一致的，芯体快递较大的一侧光损会相对较小。因此，当通过第一波导内芯12知道受力大小的情况下，可以通过第二波导内芯14来判断受力点的位置。
综上所述，本实施例提供的触觉传感器，通过将第一波导内芯的芯体宽度在沿第一方向的各个位置上设置为相同的，将第二波导内芯的芯体宽度在沿第一方向的至少两个位置上设置为不同的，使用第一波导内芯来测量受到触觉时的压力值，使用第二波导内芯来测量受到受力位置，实现了“压力值+受力位置”的双重检测。
在基于图1的可选实施例中，第一波导内芯12(或第二波导内芯14)的横截面是圆形、矩形、菱形、梯形或其他多边形中的任意一种。以横截面是圆形为例，芯体宽度是芯体直径；以横截面是矩形为例，芯体宽度是横截面上的宽度(或长度)；以横截面是矩形为例，芯体宽度是横截面上的宽度(或长度)；以横截面是菱形为例，芯体宽度是横截面上的对角线长度。
在基于图1的可选实施例中，如图4所示，第二波导内芯14的芯体宽度沿第一方向逐渐变大，第一方向是从第二波导内芯14的输入端指向输出端的方向。
在基于图1的可选实施例中，如图5所示，第二波导内芯14的芯体宽度沿第二方向逐渐变大，第二方向是从第二波导内芯14的输出端指向输入端的方向。
在基于图1的可选实施例中，第一波导内芯12的输入端和第二波导内芯14的输入端均设置在触觉传感器的第一侧；第一波导内芯12的输出端与第二波导内芯14的输出端均设置在触觉传感器的第二侧。
在基于图1的可选实施例中，第一波导内芯12的输入端设置在触觉传感器的第一侧，第二波导内芯14的输入端设置在触觉传感器的第二侧；第一波导内芯12的输出端设置在触觉传感器的第二侧，第二波导内芯14的输出端设置在触觉传感器的第一侧。
在基于图1的可选实施例中，第一波导内芯12和第二波导内芯14包括：第一配比的聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)；包层16包括：第二配比的聚二甲基硅氧烷。该第一配比和第二配比是指PDMS与固化剂之间的配比。
在基于图1的可选实施例中，第一光源121和第二光源141均为发光二极管(Light-EmittingDiodes)；第一光电接收器122和第二光电接收器142均为光电二极管(PhotoDiodes)。
在包层16的第一端，第一光源121插接在第一波导内芯12的输入端，且第一光源121的光线射出方向对准第一波导内芯12的输入方向；第二光源141插接在第二波导内芯14的输入端，且第二光源141的光线射出方向对准第二波导内芯14的输入方向。
在包层16的第二端，第一光电接收器122插接在第一波导内芯12的输出端，且第一光电接收器122的光线射入方向对准第一波导内芯12的输出方向；第二光电接收器142插接在第二波导内芯14的输出端，且第二光电接收器142的光线射入方向对准第二波导内芯14的输出方向。
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触觉事件的检测方法进行说明，图6是本申请一个示例性实施例提供的触觉事件的检测方法的流程图，以该方法应用于连接有触觉传感器的处理器中为例进行说明，如图6所示，该方法包括：
步骤601，获取第一光源的第一入射光强和第一光电接收器的第一出射光强；
示例性的，第一光源的第一入射光强是预先设定的，或根据使用环境而动态确定的。
由第一光源发出的光会经过第一波导内芯传输至第一光电接收器，第一光电接收器接收到损失后的光。当不存在触觉事件时，光损失与第一波导内芯的长度有关；当存在触觉事件时，光损失不仅与第一波导内芯的长度有关，还与压力值有关。
处理器从存储器或第一光源获取第一入射光强，从第一光电接收器获取第二出射光强。
步骤602，根据第一入射光强和第一出射光强之间的第一光损失，计算得到触觉事件的压力值；
处理器确定与第一波导内芯的光传播长度对应的第一对应关系。不同的光传播长度对应不同的第一对应关系。第一对应关系是光损失和压力值之间的关系。
处理器计算第一入射光强和第一出射光强之间的第一光损失。在第一对应关系中将与第一光损失对应的压力值，确定触觉事件的压力值。如图7中的左侧所示，当相同大小的力发生在位置1或位置2时，第一光损失是相同的。
步骤603，获取第二光源的第二入射光强和第二光电接收器的第二出射光强；
示例性的，第二光源的第二入射光强是预先设定的，或根据使用环境而动态确定的。
由第二光源发出的光会经过第二波导内芯传输至第二光电接收器，第二光电接收器接收到损失后的光。当不存在触觉事件时，光损失与第二波导内芯的长度有关；当存在触觉事件时，光损失不仅与第二波导内芯的长度有关，还与压力位置有关。
处理器从存储器或第二光源获取第二入射光强，从第二光电接收器获取第二出射光强。
步骤604，根据第二入射光强和第二出射光强之间的第二光损失，计算得到触觉事件的压力位置。
处理器确定与第二波导内芯的光传播长度对应的第二对应关系。不同的光传播长度对应不同的第二对应关系。第二对应关系是光损失和压力位置之间的关系。
处理器计算第二入射光强和第二出射光强之间的第二光损失，在第二对应关系中将与第二光损失对应的压力位置，确定触觉事件的压力位置。如图7中的右侧所示，当相同大小的力发生在位置1或位置2时，第二光损失是不同的。
综上所述，本实施例提供的方法，通过将第一波导内芯的芯体宽度设置为相同的，将第二波导内芯的芯体宽度在至少两个位置上设置为不同的，使用第一波导内芯来测量受到触觉时的压力值，使用第二波导内芯来测量受到受力位置，实现了“压力值+受力位置”的双重检测。
在一个可选的实施例中，上述触觉传感器以及触觉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上包括机器手810，如：手部，该机器手810用于对物品进行抓取，该机器手上配置有如图1至图5任一示出的触觉传感器。该智能机器人800的任意一处机器皮肤均可以设置有上述触觉传感器。本实施例仅以该触觉传感器设置在该机器手810上来举例说明，但对此不加以限定。
可选地，通过该触觉传感器以及上述触觉事件的检测方法，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机器手对物品进行抓取。
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。
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输入端输入后，沿该第一波导内芯进行传播，当触觉传感器上接收到触觉事件时，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机器手抓取物品时所应用的触觉事件。
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触觉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601至步骤604中已进行了详细说明，此处不再赘述。
步骤904，当压力位置发生变化时，发出物品滑动警告。
可选地，当触觉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机器手上发生了滑动，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，发出物品滑动警告。
可选地，当触觉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。
图10示出了本申请一个示例性实施例提供的触觉事件的检测装置的框图。检测装置与触觉传感器相连，触觉传感器是如上任一实施例所述的触觉传感器，所述检测装置包括：
获取模块1020，用于获取所述第一光源的第一入射光强和所述第一光电接收器的第一出射光强；
压力计算模块1040，用于根据所述第一入射光强和所述第一出射光强之间的第一光损失，计算得到所述触觉事件的压力值；
获取模块1020，用于获取所述第二光源的第二入射光强和所述第二光电接收器的第二出射光强；
位置计算模块1060，用于根据所述第二入射光强和所述第二出射光强之间的第二光损失，计算得到所述触觉事件的压力位置。
在一个可选的实施例中，所述压力计算模块1040，用于确定与所述第一波导内芯的光传播长度对应的第一对应关系；计算所述第一入射光强和所述第一出射光强之间的第一光损失；在所述第一对应关系中将与所述第一光损失对应的压力值，确定所述触觉事件的压力值。
在一个可选的实施例中，所述位置计算模块1060，用于确定与所述第二波导内芯的光传播长度对应的第二对应关系；计算所述第二入射光强和所述第二出射光强之间的第二光损失；在所述第二对应关系中将与所述第二光损失对应的压力位置，确定所述触觉事件的压力位置。
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6所示的触觉事件的检测方法。
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1至5任一所示的触觉传感器。
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。
在一个可选的实施例中，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处理器加载并执行以实现如上所述的触觉事件的检测方法
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层，所述包层包裹在所述第一波导内芯和所述第二波导内芯的外部，所述第一波导内芯的第一折射率大于所述包层的外层折射率，所述第二波导内芯的第二折射率大于所述包层的外层折射率；
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且隔离排列；
所述第一波导内芯的输入端与第一光源连接，所述第一波导内芯的输出端与第一光电接收器连接，所述第一波导内芯沿第一方向具有均匀的芯体宽度，所述第一方向是从所述输入端指向所述输出端的方向；
所述第二波导内芯的输入端与第二光源连接，所述第二波导内芯的输出端与第二光电接收器连接，所述第二波导内芯沿所述第一方向具有变化的芯体宽度。
2.根据权利要求1所述的触觉传感器，其特征在于，
所述第二波导内芯的芯体宽度沿第一方向逐渐变大；
或，
所述第二波导内芯的芯体宽度沿第二方向逐渐变大，所述第二方向是从所述输出端指向输入端的方向。
3.根据权利要求1或2所述的触觉传感器，其特征在于，
所述第一波导内芯的输入端和所述第二波导内芯的输入端均设置在所述触觉传感器的第一侧；
所述第一波导内芯的输出端与所述第二波导内芯的输出端均设置在所述触觉传感器的第二侧。
4.根据权利要求1或2所述的触觉传感器，其特征在于，
所述第一波导内芯的输入端设置在所述触觉传感器的第一侧，所述第一波导内芯的输出端设置在所述触觉传感器的第二侧；
所述第二波导内芯的输入端设置在所述触觉传感器的第二侧，所述第二波导内芯的输出端设置在所述触觉传感器的第一侧。
5.根据权利要求1或2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包括：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，所述第一配比和所述第二配比指的是聚二甲基硅氧烷和固化剂之间的配比。
6.根据权利要求1或2所述的触觉传感器，其特征在于，
所述第一光源和所述第二光源均为发光二极管；
所述第一光电接收器和所述第二光电接收器均为光电二极管。
7.一种智能机器人，其特征在于，所述智能机器人上包括机器皮肤，所述机器皮肤上设置有如权利要求1至6任一所述的触觉传感器。
8.一种触觉事件的检测方法，其特征在于，应用于与触觉传感器相连的处理器中，所述触觉传感器是如权利要求1至6任一所述的触觉传感器，所述方法包括：
获取所述第一光源的第一入射光强和所述第一光电接收器的第一出射光强；
根据所述第一入射光强和所述第一出射光强之间的第一光损失，计算得到所述触觉事件的压力值；
获取所述第二光源的第二入射光强和所述第二光电接收器的第二出射光强；
根据所述第二入射光强和所述第二出射光强之间的第二光损失，计算得到所述触觉事件的压力位置。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一入射光强和所述第一出射光强之间的第一光损失，计算得到所述触觉事件的压力值，包括：
确定与所述第一波导内芯的光传播长度对应的第一对应关系，所述第一对应关系是所述第一光损失和所述压力值之间的关系；
计算所述第一入射光强和所述第一出射光强之间的第一光损失；
在所述第一对应关系中根据与所述第一光损失对应的压力值，确定所述触觉事件的压力值。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二入射光强和所述第二出射光强之间的第二光损失，计算得到所述触觉事件的压力位置，包括：
确定与所述第二波导内芯的光传播长度对应的第二对应关系，所述第二对应关系是所述第二光损失和所述压力位置之间的关系；
计算所述第二入射光强和所述第二出射光强之间的第二光损失；
在所述第二对应关系中根据与所述第二光损失对应的压力位置，确定所述触觉事件的压力位置。
11.一种触觉事件的检测装置，其特征在于，所述检测装置与触觉传感器相连，所述触觉传感器是如权利要求1至6任一所述的触觉传感器，所述装置包括：
获取模块，用于获取所述第一光源的第一入射光强和所述第一光电接收器的第一出射光强；
压力计算模块，用于根据所述第一入射光强和所述第一出射光强之间的第一光损失，计算得到所述触觉事件的压力值；
所述获取模块，用于获取所述第二光源的第二入射光强和所述第二光电接收器的第二出射光强；
位置计算模块，用于根据所述第二入射光强和所述第二出射光强之间的第二光损失，计算得到所述触觉事件的压力位置。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述压力计算模块，用于确定与所述第一波导内芯的光传播长度对应的第一对应关系，所述第一对应关系是所述第一光损失和所述压力值之间的关系；计算所述第一入射光强和所述第一出射光强之间的第一光损失；在所述第一对应关系中将与所述第一光损失对应的压力值，确定所述触觉事件的压力值。
13.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括：处理器和存储器；所述处理器和所述存储器相连，所述存储器中存储有计算机指令，所述计算机指令被所述处理器执行时实现如权利要求8至10任一所述的触觉事件的检测方法。
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10任一所述的触觉事件的检测方法。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112428264B (zh) * 2020-10-26 2021-12-07 中国计量大学 一种机器人臂的矫正方法及系统
CN114608630B (zh) * 2020-12-09 2023-03-31 腾讯科技（深圳）有限公司 触觉传感器及其参数测试方法、装置及存储介质
CN114910199B (zh) * 2022-05-09 2023-08-18 北京纳米能源与系统研究所 一种触觉传感器、制备方法及信息采集方法
CN115014623B (zh) * 2022-06-10 2023-12-29 清华大学 光波导触觉传感器、传感系统、标定方法、及机器人

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102289035A (zh) * 2010-06-18 2011-12-21 日东电工株式会社 光波导路装置
CN103477312A (zh) * 2011-04-19 2013-12-25 感知像素股份有限公司 用于触摸感测的像素内滤光传感器技术
CN104487923A (zh) * 2012-04-30 2015-04-01 康宁股份有限公司 利用全内反射的压力感测触摸系统
CN104641330A (zh) * 2012-05-24 2015-05-20 康宁股份有限公司 使用干涉效应的基于波导的触摸系统
CN105786255A (zh) * 2016-03-03 2016-07-20 京东方科技集团股份有限公司 压力感测触摸系统和方法以及显示系统
CN106814919A (zh) * 2015-12-02 2017-06-09 拉普特知识产权公司 用于光学触摸检测的受振动波导表面
CN107563318A (zh) * 2017-08-23 2018-01-09 上海天马微电子有限公司 一种显示装置和电子设备
CN108508532A (zh) * 2018-04-17 2018-09-07 中芯集成电路（宁波）有限公司 柔性集成光波导、触控装置及其制造方法
JP2019204559A (ja) * 2019-09-05 2019-11-28 シャープ株式会社 タッチパネル装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103399677A (zh) * 2013-07-12 2013-11-20 浙江新涛电子科技有限公司 一种电容式触摸感应装置
CN104635562A (zh) * 2013-11-13 2015-05-20 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种触觉传感器、触觉传感系统及智能机器人
KR102401009B1 (ko) * 2015-11-27 2022-05-24 엘지전자 주식회사 이동 단말기
CN106406639B (zh) * 2016-09-12 2024-04-09 合肥京东方光电科技有限公司 触摸屏、触摸显示装置及触摸检测方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102289035A (zh) * 2010-06-18 2011-12-21 日东电工株式会社 光波导路装置
CN103477312A (zh) * 2011-04-19 2013-12-25 感知像素股份有限公司 用于触摸感测的像素内滤光传感器技术
CN104487923A (zh) * 2012-04-30 2015-04-01 康宁股份有限公司 利用全内反射的压力感测触摸系统
CN104641330A (zh) * 2012-05-24 2015-05-20 康宁股份有限公司 使用干涉效应的基于波导的触摸系统
CN106814919A (zh) * 2015-12-02 2017-06-09 拉普特知识产权公司 用于光学触摸检测的受振动波导表面
CN105786255A (zh) * 2016-03-03 2016-07-20 京东方科技集团股份有限公司 压力感测触摸系统和方法以及显示系统
CN107563318A (zh) * 2017-08-23 2018-01-09 上海天马微电子有限公司 一种显示装置和电子设备
CN108508532A (zh) * 2018-04-17 2018-09-07 中芯集成电路（宁波）有限公司 柔性集成光波导、触控装置及其制造方法
JP2019204559A (ja) * 2019-09-05 2019-11-28 シャープ株式会社 タッチパネル装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《光波导触觉传感系统中的刀模模式理论分析》;刘嘉敏;《光电工程》;20040416;全文 *

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