CN117073728B - 一种柔性电容式触觉传感器 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种柔性电容式触觉传感器，其属于传感器领域，包括信号接收模块，用于接收传感器的检测信号；信号处理模块，连接信号接收模块，被配置为获取信号接收模块接收的检测信号，并执行信号预处理；信号计算模块，连接信号处理模块，被配置为对执行信号预处理后的检测信号执行信号分析；信号计算模块被配置为：根据执行信号预处理后的检测信号得到实时检测数据；调取当前设备相关信息和当前环境信息；根据不同类型的检测信号调取相应的历史检测数据、历史设备误差率信息及历史环境信息；根据实时检测数据、当前设备相关信息、当前环境信息、历史检测数据、历史设备误差率信息和历史环境信息执行信号误差分析。本申请提高了检测信号数据的准确性。
Description
技术领域
本申请涉及传感器领域，尤其是涉及一种柔性电容式触觉传感器。
背景技术
触觉传感器是用于机器人中模仿触觉功能的传感器；按功能可分为接触觉传感器、力－力矩觉传感器、压觉传感器和滑觉传感器等；触觉传感器只不过是一个触摸传感器。它提供有关于传感器接触的物体的信息。信息可以是物体的形状，物体的大小甚至材料的类型；该传感器对触摸、压力或其表面的任何力都很敏感；该传感器通常以电容或电阻等电气参数的形式检测上述特性；因此在使用触觉传感器进行检测时，容易出现一定的误差。
发明内容
本申请提供一种柔性电容式触觉传感器，具有提高了检测信号数据的准确性的特点。
本申请的上述申请目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种柔性电容式触觉传感器，包括：
信号接收模块，用于接收传感器的检测信号；
信号处理模块，连接所述信号接收模块，被配置为获取所述信号接收模块接收的检测信号，并执行信号预处理；
信号计算模块，连接所述信号处理模块，被配置为对执行信号预处理后的所述检测信号执行信号分析；
所述信号计算模块被配置为：
根据执行信号预处理后的所述检测信号得到实时检测数据；
调取当前设备相关信息和当前环境信息；
根据不同类型的检测信号调取相应的历史检测数据、历史设备误差率信息及历史环境信息；
根据所述实时检测数据、当前设备相关信息、当前环境信息、历史检测数据、历史设备误差率信息和历史环境信息执行信号误差分析。
通过采用上述技术方案，利用信号接收模块接收检测信号；利用信号处理模块对检测信号进行预处理；最后通过信号计算模块对预处理后的检测信号进行相应的分析；先确定实时检测数据，然后调取当前设备相关信息和当前环境信息；根据不同的信号类型来调取相应的历史数据；最后根据历史数据和当前数据进行误差分析，从而确定检测信号的误差程度；通过采用上述方式，可以实现对每一次检测信号的误差分析，提高了检测信号数据的准确性。
本申请在一较佳示例中可以配置为，所述信号处理模块被配置为：
获取所述信号接收模块接收的检测信号；
根据预设信号处理判断规则对所述检测信号进行判断得到判断结果；
根据所述判断结果对所述检测信号进行信号预处理操作。
通过采用上述技术方案，对检测信号通过预设信号处理判断规则进行判断；再利用判断结果对检测信号进行信号预处理操作；通过这种方式，提高了检测信号的准确性。
本申请在一较佳示例中可以配置为：所述信号预处理操作包括信号放大操作、信号滤波操作、信号均衡操作、信号调制操作和信号解调操作。
通过采用上述技术方案，提高了检测信号的准确性，降低了检测信号出现失真或误差的可能性。
本申请在一较佳示例中可以配置为：所述信号处理模块被配置为，所述信号处理模块对所述检测信号执行信号识别与筛选操作。
通过采用上述技术方案，提高了检测信号的准确性。
本申请在一较佳示例中可以配置为，所述根据不同类型的检测信号调取相应的历史检测数据、历史设备误差率信息及历史环境信息包括：
确定所述检测信号的类型信息；
调取预设检测数据库，所述检测数据库包括信号类型信息及与信号类型信息对应的检测相关信息；所述检测相关信息包括历史检测数据、历史设备误差率信息及历史环境信息；
根据所述检测信号的类型信息和预设检测数据库调取相应的历史检测数据、历史设备误差率信息及历史环境信息。
通过采用上述技术方案，先确定检测信号的类型；然后利用预设检测数据库对检测信号的类型进行识别，从而确定检测信号对应的历史检测数据、历史设备误差率信息及历史环境信息；通过这种方式，提高了检测信号的准确性。
本申请在一较佳示例中可以配置为，所述根据所述实时检测数据、当前设备相关信息、当前环境信息、历史检测数据、历史设备误差率信息和历史环境信息执行信号误差分析包括：
确定所述实时检测数据和历史检测数据所属的信号类型信息相同时，根据所述实时检测数据和历史检测数据得到第一误差信息；
根据所述当前设备相关信息和历史设备误差率信息确定第二误差信息；
根据所述当前环境信息和历史环境信息确定第三误差信息；
根据所述第一误差信息、第二误差信息和第三误差信息得到信号误差分析结果。
通过采用上述技术方案，在实时检测数据和历史检测数据所属的信号类型信息相同的前提下，分别对当前设备相关信息和历史设备误差率信息、当前环境信息和历史环境信息、实时检测数据和历史检测数据进行误差分析，最终得到误差分析结果；通过这种方式，提高了检测数据的准确性。
本申请在一较佳示例中可以配置为：所述信号接收模块包括多个传感器组件。
本申请在一较佳示例中可以配置为：还包括备用传感器组件。
附图说明
图1是本申请实施例中一种柔性电容式触觉传感器的模块结构示意图。
图2是本申请实施例的一种柔性电容式触觉传感器中信号计算模块执行的方法的流程示意图。
附图标记说明：1、信号接收模块；2、信号处理模块；3、信号计算模块。
具体实施方式
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例作出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本申请保护的范围。
下面结合说明书附图对本申请实施例做详细描述。
本申请提供一种柔性电容式触觉传感器，所述柔性电容式触觉传感器的主要方案描述如下。
如图1所示：
一种柔性电容式触觉传感器包括，信号接收模块，用于接收传感器的检测信号；信号处理模块，连接所述信号接收模块，被配置为获取所述信号接收模块接收的检测信号，并执行信号预处理；信号计算模块，连接所述信号处理模块，被配置为对执行信号预处理后的所述检测信号执行信号分析；所述信号计算模块被配置为：根据执行信号预处理后的所述检测信号得到实时检测数据；调取当前设备相关信息和当前环境信息；根据不同类型的检测信号调取相应的历史检测数据、历史设备误差率信息及历史环境信息；根据所述实时检测数据、当前设备相关信息、当前环境信息、历史检测数据、历史设备误差率信息和历史环境信息执行信号误差分析。
在本申请实施例中，所述信号处理模块被配置为：获取所述信号接收模块接收的检测信号；根据预设信号处理判断规则对所述检测信号进行判断得到判断结果；根据所述判断结果对所述检测信号进行信号预处理操作。
其中，所述信号预处理操作包括信号放大操作、信号滤波操作、信号均衡操作、信号调制操作和信号解调操作。
所述信号处理模块被配置为，所述信号处理模块对所述检测信号执行信号识别与筛选操作。
可以理解的是，在上述过程中，先根据预设信号处理判断规则对检测信号进行判断得到判断结果；这里的预设信号处理判断规则是用来分析检测信号是否存在一定的问题；如，电信号弱小时，需要对它进行放大；混有噪声时，需要对它进行滤波；当频率不适应于传输时，需要进行调制以及解调；信号遇到失真畸变时，需要对它均衡等；与信号有关的理化或数学过程有：信号的发生、信号的传送、信号的接收、信号的分析（即了解某种信号的特征）、信号的处理（即把某一个信号变为与其相关的另一个信号，例如滤除噪声或干扰，把信号变换成容易分析与识别的形式）、信号的存储、信号的检测与控制等。也可以把这些与信号有关的过程统称为信号处理。
在信号处理模块对检测信号执行完预处理操作后，还需要对检测信号执行信号识别与筛选操作；可以理解的是，当信号类型很多时，就需要对信号进行识别；通过上述方式，实现了对检测信号的识别与处理，减少了检测信号的错误干扰，降低了检测信号失真的可能性，提高了检测信号本身信号的准确性，提高了检测信号数据的准确性，也便于后续对检测信号进行处理。
在本申请实施例中，所述信号接收模块包括多个传感器组件；还包括备用传感器组件；可以理解的是，信号接收模块是通过多个传感器进行检测得到的检测信号。
参考图2，在本申请实施例中，信号计算模块在对检测信号进行信号分析时，需要根据不同类型的检测信号调取相应的历史检测数据、历史设备误差率信息及历史环境信息；具体地，所述根据不同类型的检测信号调取相应的历史检测数据、历史设备误差率信息及历史环境信息包括：确定所述检测信号的类型信息；调取预设检测数据库，所述检测数据库包括信号类型信息及与信号类型信息对应的检测相关信息；所述检测相关信息包括历史检测数据、历史设备误差率信息及历史环境信息；根据所述检测信号的类型信息和预设检测数据库调取相应的历史检测数据、历史设备误差率信息及历史环境信息。
可以理解的是，在上述过程中，通过预设检测数据库可以根据检测信号的类型信息调取与检测信号相对应的历史检测数据、历史设备误差率信息及历史环境信息；而这里的历史检测数据、历史设备误差率信息及历史环境信息彼此之间都是一一对应的。
在本申请实施例中，信号计算模块在对检测信号进行信号分析时，根据所述实时检测数据、当前设备相关信息、当前环境信息、历史检测数据、历史设备误差率信息和历史环境信息执行信号误差分析；具体地，根据所述实时检测数据、当前设备相关信息、当前环境信息、历史检测数据、历史设备误差率信息和历史环境信息执行信号误差分析包括，确定所述实时检测数据和历史检测数据所属的信号类型信息相同时，根据所述实时检测数据和历史检测数据得到第一误差信息；根据所述当前设备相关信息和历史设备误差率信息确定第二误差信息；根据所述当前环境信息和历史环境信息确定第三误差信息；根据所述第一误差信息、第二误差信息和第三误差信息得到信号误差分析结果。
可以理解的是，在对检测数据进行分析时，从三个方面分别进行分析；包括，数据本身、设备以及环境信息；首先针对数据本身进行分析；在分析检测数据时，需要保证实时检测数据和历史检测数据所属的信号类型信息相同；在利用触觉传感器进行数据检测时，可以是压力数据、斥力数据、摩擦力数据等；因此需要对不同的检测信号分别进行处理；具体地，计算数据相同类型下，实时检测数据与历史检测数据之间的数据差值，将该数据差值与预设数据差值阈值进行比较，若数据差值小于预设数据差值阈值，则将该组数据中的实时检测数据和历史检测数据视为相同数据，表示传感器在检测该组类型的数据时，并没有出现误差；若数据差值不小于预设数据差值阈值，则计算数据差值与预设数据差值阈值之间的第二差值，将该第二差值与预设第二差值阈值比较，判断第二差值是否小于第二差值阈值，若小于，则需要对该数据进行分析；若不小于，则说明该组数据出现误差，需要将其剔除。
当第二差值小于预设第二差值阈值时，说明该组检测数据虽然出现一定误差，但是误差不大，因此需要结合其他类型的数据进行整体分析；同理，获取所有类型的检测数据对应的第二差值；确定第二差值小于预设第二差值阈值的数据类型数量信息；将该数据类型数量信息与整体数据类型数量信息进行比较，计算数据类型数量值与整体数据类型数量值的比值，并将该比值与预设比值阈值比较，若该比值大于预设比值阈值，则说明此次进行分析的检测数据存在误差；若该比值不大于预设比值阈值，则说明此次分析的检测数据误差较小，可以忽略。
在对检测数据分析完成之后，还需要对设备进行分析；具体地，根据所述当前设备相关信息和历史设备误差率信息确定第二误差信息；其中，当前设备相关信息包括设备使用时间、设备寿命和设备使用次数；历史设备误差率信息表征设备的检测历史中出现误差的概率信息；根据设备使用时间和设备寿命确定设备寿命影响因素信息；根据设备使用次数确定设备使用次数影响因素信息；根据设备历史误差率确定设备历史误差率影响因素信息；根据设备寿命影响因素信息、设备使用次数影响因素信息和设备历史误差率影响因素信息确定第二误差信息。
在分析完设备相关信息之后，还需要对环境信息进行分析；可以理解的是，在实际检测数据过程中，不同的环境可能会对设备造成一定的影响；具体地，根据所述当前环境信息和历史环境信息确定第三误差信息；其中，环境信息包括温度信息、湿度信息、空气信息等；通过对环境信息中各种情况的整体分析，计算出环境可能会造成数据检测影响的第三误差信息。
最后，根据所述第一误差信息、第二误差信息和第三误差信息得到信号误差分析结果；可以理解的是，在得到了上述第一误差信息、第二误差信息和第三误差信息之后，实现了对传感器检测数据的整体的误差分析，然后需要根据预设权重对三者进行计算得到误差值；再根据预设误差值范围确定该误差值所处的范围，从而确定该检测数据的信号误差分析结果。
通过采用上述方式，可以实现对每一次检测信号的误差分析，提高了检测信号数据的准确性。
为了更好地执行上述方法的程序，本申请还提供一种终端，终端包括存储器和处理器。
其中，存储器可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令以及用于实现上述传感器内执行方法的指令等；存储数据区可存储上述传感器内执行方法中涉及到的数据等。
处理器可以包括一个或者多个处理核心。处理器通过运行或执行存储在存储器内的指令、程序、代码集或指令集，调用存储在存储器内的数据，执行本申请的各种功能和处理数据。处理器可以为特定用途集成电路、数字信号处理器、数字信号处理装置、可编程逻辑装置、现场可编程门阵列、中央处理器、控制器、微控制器和微处理器中的至少一种。可以理解地，对于不同的设备，用于实现上述处理器功能的电子器件还可以为其它，本申请实施例不作具体限定。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，例如包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read Only Memory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。该计算机可读存储介质存储有能够被处理器加载并执行上述传感器内执行方法的计算机程序。
以上描述仅为本申请得较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离前述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其他技术方案。例如上述特征与本申请中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (6)
1.一种柔性电容式触觉传感器，其特征在于，包括：
信号接收模块，用于接收传感器的检测信号；
信号处理模块，连接所述信号接收模块，被配置为获取所述信号接收模块接收的检测信号，并执行信号预处理；
信号计算模块，连接所述信号处理模块，被配置为对执行信号预处理后的所述检测信号执行信号分析；
所述信号计算模块被配置为：
根据执行信号预处理后的所述检测信号得到实时检测数据；
调取当前设备相关信息和当前环境信息；
根据不同类型的检测信号调取相应的历史检测数据、历史设备误差率信息及历史环境信息；
根据所述实时检测数据、当前设备相关信息、当前环境信息、历史检测数据、历史设备误差率信息和历史环境信息执行信号误差分析；
所述当前设备相关信息包括设备使用时间、设备寿命和设备使用次数；
所述历史设备误差率信息表征设备的检测历史中出现误差的概率信息；
确定所述检测信号的类型信息；调取预设检测数据库，所述检测数据库包括信号类型信息及与信号类型信息对应的检测相关信息；所述检测相关信息包括历史检测数据、历史设备误差率信息及历史环境信息；根据所述检测信号的类型信息和预设检测数据库调取相应的历史检测数据、历史设备误差率信息及历史环境信息；
确定所述实时检测数据和历史检测数据所属的信号类型信息相同时，根据所述实时检测数据和历史检测数据得到第一误差信息；根据所述当前设备相关信息和历史设备误差率信息确定第二误差信息；根据所述当前环境信息和历史环境信息确定第三误差信息；根据所述第一误差信息、第二误差信息和第三误差信息得到信号误差分析结果；
计算数据相同类型下，实时检测数据与历史检测数据之间的数据差值，将该数据差值与预设数据差值阈值进行比较，若数据差值小于预设数据差值阈值，则将该组数据中的实时检测数据和历史检测数据视为相同数据，表示传感器在检测该组类型的数据时，并没有出现误差；若数据差值不小于预设数据差值阈值，计算数据差值与预设数据差值阈值之间的第二差值，将该第二差值与预设第二差值阈值比较，判断第二差值是否小于第二差值阈值，若不小于，则剔除该组数据；若小于，获取所有类型的检测数据对应的第二差值；确定第二差值小于预设第二差值阈值的数据类型数量信息；将该数据类型数量信息与整体数据类型数量信息进行比较，计算数据类型数量值与整体数据类型数量值的比值，并将该比值与预设比值阈值比较，若该比值大于预设比值阈值，则说明此次进行分析的检测数据存在误差；若该比值不大于预设比值阈值，则忽略此次分析的检测数据误差；
根据所述当前设备相关信息和历史设备误差率信息确定第二误差信息；其中，当前设备相关信息包括设备使用时间、设备寿命和设备使用次数；历史设备误差率信息表征设备的检测历史中出现误差的概率信息；根据设备使用时间和设备寿命确定设备寿命影响因素信息；根据设备使用次数确定设备使用次数影响因素信息；根据设备历史误差率确定设备历史误差率影响因素信息；根据设备寿命影响因素信息、设备使用次数影响因素信息和设备历史误差率影响因素信息确定第二误差信息。
2.根据权利要求1所述的柔性电容式触觉传感器，其特征在于，所述信号处理模块被配置为：
获取所述信号接收模块接收的检测信号；
根据预设信号处理判断规则对所述检测信号进行判断得到判断结果；
根据所述判断结果对所述检测信号进行信号预处理操作。
3.根据权利要求2所述的柔性电容式触觉传感器，其特征在于，所述信号预处理操作包括信号放大操作、信号滤波操作、信号均衡操作、信号调制操作和信号解调操作。
4.根据权利要求1所述的柔性电容式触觉传感器，其特征在于，所述信号处理模块被配置为，所述信号处理模块对所述检测信号执行信号识别与筛选操作。
5.根据权利要求1所述的柔性电容式触觉传感器，其特征在于，所述信号接收模块包括多个传感器组件。
6.根据权利要求5所述的柔性电容式触觉传感器，其特征在于，还包括备用传感器组件。
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- 2023-10-17 CN CN202311337998.XA patent/CN117073728B/zh active Active
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