一种仿生智能电子皮肤算法

    专利查询2026-03-09  13


    本发明涉及传感器,更具体的说,本发明主要涉及一种仿生智能电子皮肤算法。


    背景技术:

    1、电子皮肤(e-skin)为下一代机器人和医疗设备带来了巨大的希望。目前,电子皮肤的触摸功能由多个压力传感器和点状电极组装而成,导致成本增加,生产工艺复杂,信号处理和集成困难复杂,效率降低,安全性降低,限制了其在人工智能、柔性电子等领域的发展。开发传感定位策略,对未来智能传感领域的发展有着重要的意义,因此,对此需要设计相应的算法,实现电子皮肤触摸定位测量。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于针对上述不足,提供一种仿生智能电子皮肤算法,以期望解决现有技术中压力位置信息通过电极电信号计算得出的技术问题。

    2、为解决上述的技术问题,本发明采用以下技术方案:

    3、本发明提供了一种仿生智能电子皮肤算法,包括:

    4、获取电子皮肤中每个电极的位置坐标;

    5、以电子皮肤至少三个电极为一个定位电极组,确定定位电极组内各个电极的位置坐标;

    6、通过标定方法测量出电子皮肤触摸点与定位电极组内至少三个电极距离d1、d2、d3与各个电极输出的电信号e1、e2、e3的关系系数a1、a2、a3;

    7、通过关系系数a1、a2、a3和公式计算得出需要测量的电子皮肤触摸点p(xp,yp)的位置信息。

    8、进一步的是,所述标定方法包括以下步骤:

    9、步骤一、确定定位电极组内各个电极的位置坐标,在电子皮肤施加一个确定坐标的触摸点,收集至少三个电极的电信号e1、e2、e3;

    10、步骤二、测量上述触摸点到上述三个电极的距离d1、d2、d3;

    11、步骤三、根据等式d1=a1/e1,d2=a2/e2,d3=a3/e3,计算得出关系系数a1、a2、a3。

    12、进一步的是,所述方法中采用的公式为:待测电子皮肤触摸点坐标为p(xp,yp),标定过的三个电极的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2)、(x3,y3),三个电极电信号e4、e5、e6,

    13、(x1-xp)2+(y1-yp)2=(a1/e4)2;

    14、(x2-xp)2+(y2-yp)2=(a2/e5)2;

    15、(x3-xp)2+(y3-yp)2=(a3/e6)2。

    16、与现有技术相比,本发明的有益效果是:利用压电型材料、湿度离子型材料或温度敏感材料将位置信息转换成电信号,利用纳米电阻网络作为电信号传导通路,利用电信号传导时阻抗越大、损耗越大,压力位置(待测点p)与电极的距离越大阻抗r越大,电信号输出强度e与压力位置与电极的距离d成反比,根据离电极的距离与电信号输出强度关系曲线系数a,通过至少三个电极的输出电信号确定压力位置到电极的距离d,再通过公式计算待测点p的位置,还能通过计算信号输出通道的输出幅频特性标识,来识别触摸、位置、滑动方向、速度等外部触摸特征,这种测量方法简单,实现成本低,测量精度更高。



    技术特征:

    1.一种仿生智能电子皮肤算法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的仿生智能电子皮肤算法,其特征在于:所述标定方法包括以下步骤:

    3.根据权利要求1所述的仿生智能电子皮肤算法,其特征在于,所述方法中采用的公式为:待测电子皮肤触摸点坐标为p(xp,yp),标定过的三个电极的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2)、(x3,y3),三个电极电信号e4、e5、e6,


    技术总结
    本发明公开了一种仿生智能电子皮肤算法,利用压电型材料、湿度离子型材料或温度敏感材料将位置信息转换成电信号,利用纳米电阻网络作为电信号传导通路,利用电信号传导时阻抗越大、损耗越大,压力位置(待测点P)与电极的距离越大阻抗R越大,电信号输出强度E与压力位置与电极的距离d成反比,根据离电极的距离与电信号输出强度关系曲线系数a,通过至少三个电极的输出电信号确定压力位置到电极的距离d,再通过公式计算待测点P的位置,还能通过计算信号输出通道的输出幅频特性标识,来识别触摸、位置、滑动方向、速度等外部触摸特征,这种测量方法简单,实现成本低,测量精度更高。

    技术研发人员:吕楠,吕志伟
    受保护的技术使用者:东北电力大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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