CN110044525A - 一种柔性电阻式点阵式压力检测系统、方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性电阻式点阵式压力检测系统、方法和装置，涉及计算机技术人工智能领域和电子皮肤领域。该方法的一具体实施包括：获取柔性敏感单元点阵中各个柔性敏感单元的输出电压；在获取柔性敏感单元输出电压的同时，也获取单元对应的结构信息；将获取到的输出电压和结构信息输入至预先训练的压力位置检测模型中，得到受力点的位置和对应的力值。通过人工智能技术的应用，提高获取受力点的位置和对应的力值的效率和精度，相对于通过公式计算受力点的位置和对应的力值这种方法，本发明实施例提供的方法基于实际材料特性和具体的制造参数，自动地提供了相应的补偿。
Description
技术领域
本发明属于计算机技术人工智能领域和电子皮肤领域，特别涉及一种柔性电阻式点阵式压力检测系统、方法和装置。
背景技术
随着柔性电子技术的不断发展，能够实现大面积曲面分布压力测量的柔性传感器逐渐成熟，在生物医疗、机器人以及人际交互接口等领域得以应用。为了进一步扩展柔性压力传感器的应用范围，其测量精度和分辨率等性能参数需要进一步提高，除了在传感器的敏感材料、制备技术等方面进行提高之外，还需要在其测量技术方面进行进一步的研究。为了在制造成本和精度、可靠性之间获取平衡，基于机器学习的智能检测技术有望在不增加传感器物理复杂程度的前提下获取更好的测量精度和分辨率，对加速柔性传感器的实际应用具有重要的意义。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种柔性电阻式点阵式压力检测系统、方法和装置。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
第一方面，本发明提供了一种柔性电阻式点阵式压力检测系统，包括：
柔性敏感单元点阵，柔性敏感单元点阵被填埋到基体材料中，柔性敏感单元可以被填埋到不同的位置和深度；
传感器数据采集模块，传感器数据采集模块与所有的柔性敏感单元连接，将柔性敏感单元的电阻变化转变为电压信号，并对电压信号进行模拟-数字变换，之后将经过模拟-数字变换的电压信号发送给受力点坐标检测模块；
受力点坐标检测模块接收到传感器数据采集模块发送的电压信号后，通过预先训练的压力位置检测模型得到受力点的坐标和力值；
标定装置，标定装置用于完成柔性敏感单元点阵的标定，获取用于压力位置检测模型的训练数据。
第二方面，本发明提供了一种柔性电阻式点阵式压力检测方法，包括：
获取柔性敏感单元点阵中各个柔性敏感单元的输出电压；
在获取柔性敏感单元输出电压的同时，也获取单元对应的结构信息；
将获取到的输出电压和结构信息输入至预先训练的压力位置检测模型中，得到受力点的位置和对应的力值。
在一些实施例中，上述方法包括：
由柔性电阻式点阵式压力检测系统的传感器数据采集模块获取M×N个柔性敏感单元的输出电压，其中M和N分别为柔性敏感单元阵列的行、列数；
在获取柔性敏感单元输出电压的同时也获取单元对应的结构信息；
将获取到的输出电压和结构信息输入至柔性电阻式点阵式压力检测系统的受力点坐标检测模块中，得到受力点的位置和对应的力值。
在一些实施例中，结构信息包括以下任意一项或任意多项的组合：
所述的M×N个柔性敏感单元对应的行和列；
所述的M×N个柔性敏感单元对应的填埋深度；
所述的M×N个柔性敏感单元中的任意两个柔性敏感单元对应的距离；
所述的M×N个柔性敏感单元基于预设规则的顺序信息。
在一些实施例中，压力位置检测模型通过如下方式训练得到：
获取训练样本集合，训练样本包括M×N个柔性敏感单元对应的输出电压、结构信息以及与结构信息对应的受力点的位置和力值；
将柔性敏感单元的输出电压和结构信息作为压力位置检测模型的输入，将与敏感单元的结构信息对应的受力点的位置和力值作为期望的输出，利用机器学习的方法训练得到压力位置检测模型。
在一些实施例中，敏感单元结构信息对应的受力点的位置和力值通过如下步骤得到：
使用柔性电阻式点阵式压力检测系统的标定装置在柔性敏感单元点阵的已知位置施加预设的压力，由柔性电阻式点阵式压力检测系统的传感器数据采集模块得到在该受载条件下M×N个敏感单元对应的电压值和位置信息，已知位置包括任意柔性传感单元所在的位置和/或点阵上的任意位置；
变换压力施加位置或力值大小，得到不同的M×N个敏感单元对应的电压值和位置信息。
在一些实施例中，压力位置检测模型的类型为卷积神经网络或RNN。
第三方面，本发明提供了一种柔性电阻式点阵式压力检测装置，包括：
输出电压采集单元，被配置成用于获取柔性敏感单元点阵中各个柔性敏感单元的输出电压；
结构信息采集单元，被配置成用于在获取柔性敏感单元输出电压的同时，也获取单元对应的结构信息；
受力位置力值单元，被配置成用于将获取到的输出电压和结构信息输入至预先训练的压力位置检测模型中，得到受力点的位置和对应的力值。
在一些实施例中，上述装置包括：
由柔性电阻式点阵式压力检测系统的传感器数据采集模块获取M×N个柔性敏感单元的输出电压，其中M和N分别为柔性敏感单元阵列的行、列数；
在获取柔性敏感单元输出电压的同时也获取单元对应的结构信息；
将获取到的输出电压和结构信息输入至柔性电阻式点阵式压力检测系统的受力点坐标检测模块中，得到受力点的位置和对应的力值。
在一些实施例中，结构信息包括以下任意一项或任意多项的组合：
所述的M×N个柔性敏感单元对应的行和列；
所述的M×N个柔性敏感单元对应的填埋深度；
所述的M×N个柔性敏感单元中的任意两个柔性敏感单元对应的距离；
所述的M×N个柔性敏感单元基于预设规则的顺序信息。
在一些实施例中，压力位置检测模型通过如下方式训练得到：
获取训练样本集合，训练样本包括M×N个柔性敏感单元对应的输出电压、结构信息以及与结构信息对应的受力点的位置和力值；
将柔性敏感单元的输出电压和结构信息作为压力位置检测模型的输入，将与敏感单元的结构信息对应的受力点的位置和力值作为期望的输出，利用机器学习的方法训练得到压力位置检测模型。
在一些实施例中，敏感单元结构信息对应的受力点的位置和力值通过如下步骤得到：
使用柔性电阻式点阵式压力检测系统的标定装置在柔性敏感单元点阵的已知位置施加预设的压力，由柔性电阻式点阵式压力检测系统的传感器数据采集模块得到在该受载条件下M×N个敏感单元对应的电压值和位置信息，已知位置包括任意柔性传感单元所在的位置和/或点阵上的任意位置；
变换压力施加位置或力值大小，得到不同的M×N个敏感单元对应的电压值和位置信息。
在一些实施例中，压力位置检测模型的类型为卷积神经网络或RNN。
第四方面，本发明提供了一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，其上存储有一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现本发明实施例中任意的方法。
第五方面，本发明提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现本发明实施例中任意的方法。
第六方面，本发明提供了一种电子皮肤，包括如本发明实施例中的柔性电阻式点阵式压力检测系统和/或实现本发明实施例中任意的方法。
本发明提供的柔性电阻式点阵式压力检测系统、方法和装置，通过获取柔性敏感单元点阵中各个柔性敏感单元的输出电压，并在获取柔性敏感单元输出电压的同时，也获取单元对应的结构信息，然后将获取到的输出电压和结构信息输入至预先训练的压力位置检测模型中，得到受力点的位置和对应的力值，从而提高获取受力点的位置和对应的力值的效率和精度，相对于通过公式计算受力点的位置和对应的力值这种方法，本发明提供的方法基于实际材料特性和具体的制造参数，自动地提供了相应的补偿。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明的柔性电阻式点阵式压力检测系统的系统架构图。
图2是根据本发明的柔性电阻式点阵式压力检测方法的一个实施例的流程图。
图3是根据本发明的柔性电阻式点阵式压力检测方法的一个实施例的流程图。
图4是根据本发明的柔性电阻式点阵式压力检测方法方法和装置相关的模型的又一个实施例的流程图。
图5是根据本发明的柔性电阻式点阵式压力检测装置的一个实施例的结构示意图。
图6是适于用来实现本发明实施例的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
需要说明的是，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
图1示出了本发明的柔性电阻式点阵式压力检测系统的实施例的系统架构图100。
如图1所示，系统架构100可以包括柔性敏感单元点阵101、传感器数据采集模块102、受力点坐标检测模块103和标定装置104。在这里，系统架构100是一种电子皮肤。
柔性敏感单元点阵101被填埋到基体材料中，柔性敏感单元点阵101中的柔性敏感单元可以被填埋到不同的位置和深度。
传感器数据采集模块102与柔性敏感单元点阵101中的所有的柔性敏感单元连接，将柔性敏感单元的电阻变化转变为电压信号，并对电压信号进行模拟-数字变换，之后将经过模拟-数字变换的电压信号发送给受力点坐标检测模块103。
需要指出的是，传感器数据采集模块102可以是相对于系统架构100独立的模块，也可以是与系统架构100集成在一起的模块。在传感器数据采集模块102与系统架构100集成在一起时，传感器数据采集模块102是系统架构100这个电子皮肤的一部分。
受力点坐标检测模块103接收到传感器数据采集模块102发送的电压信号后，通过预先训练的压力位置检测模型得到受力点的坐标和力值。
需要指出的是，受力点坐标检测模块103可以是相对于系统架构100独立的模块，也可以是与系统架构100集成在一起的模块。在受力点坐标检测模块103与系统架构100集成在一起时，受力点坐标检测模块103是系统架构100这个电子皮肤的一部分。
标定装置104用于完成柔性敏感单元点阵101的标定，获取用于压力位置检测模型的训练数据。
需要指出的是，标定装置104可以是相对于系统架构100独立的模块，也可以是与系统架构100集成在一起的模块。在标定装置104与系统架构100集成在一起时，标定装置104是系统架构100这个电子皮肤的一部分。
应该理解，图1中的柔性敏感单元点阵、传感器数据采集模块、受力点坐标检测模块和标定装置的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的柔性敏感单元点阵、传感器数据采集模块、受力点坐标检测模块和标定装置。
继续参考图2，示出了根据本发明的柔性电阻式点阵式压力检测方法的一个实施例的流程200。柔性电阻式点阵式压力检测方法，包括以下步骤：
步骤201，获取柔性敏感单元点阵中各个柔性敏感单元的输出电压。
在本实施例中，步骤201对应的执行主体(例如图1所示的传感器数据采集模块102、或系统架构100集成或连接的处理器)可以通过有线连接或无线连接的方式从柔性敏感单元点阵中各个柔性敏感单元获取输出电压，即将获取到的柔性敏感单元的电阻变化转变为电压信号，并对电压信号进行模拟-数字变换，之后将经过模拟-数字变换的电压信号发送给受力点坐标检测模块。
步骤202，在获取柔性敏感单元输出电压的同时，也获取单元对应的结构信息。
在本实施例中，步骤202对应的执行主体(例如图1所示的传感器数据采集模块102、或系统架构100集成或连接的处理器)可以通过有线连接或无线连接的方式，在获取柔性敏感单元输出电压的同时，也获取单元对应的结构信息。
在本实施例的一些可选的实现方式中，结构信息包括以下任意一项或任意多项的组合：
M×N个柔性敏感单元对应的行和列；
M×N个柔性敏感单元对应的填埋深度；
M×N个柔性敏感单元中的任意两个柔性敏感单元对应的距离；
M×N个柔性敏感单元基于预设规则的顺序信息；
其中，M和N分别为柔性敏感单元阵列的行、列数。
步骤203，将获取到的输出电压和结构信息输入至预先训练的压力位置检测模型中，得到受力点的位置和对应的力值。
在本实施例中，步骤203对应的执行主体(例如图1所示的受力点坐标检测模块103、或系统架构100集成或连接的处理器)可以通过有线连接或无线连接的方式，将获取到的输出电压和结构信息输入至预先训练的压力位置检测模型中，得到受力点的位置和对应的力值。
在本实施例的一些可选的实现方式中，由系统架构100中的传感器数据采集模块102获取M×N个柔性敏感单元的输出电压，其中M和N分别为柔性敏感单元阵列的行、列数；
在获取柔性敏感单元输出电压的同时也获取单元对应的结构信息；
将获取到的输出电压和结构信息输入至系统架构100中的受力点坐标检测模块103中，得到受力点的位置和对应的力值。
在本实施例中，压力位置检测模型通过如下方式训练得到：
获取训练样本集合，训练样本包括M×N个柔性敏感单元对应的输出电压、结构信息以及与结构信息对应的受力点的位置和力值；
将柔性敏感单元的输出电压和结构信息作为压力位置检测模型的输入，将与敏感单元的结构信息对应的受力点的位置和力值作为期望的输出，利用机器学习的方法训练得到压力位置检测模型。
在本实施例的一些可选的实现方式中，压力位置检测模型的类型为卷积神经网络或RNN。
继续参考图3，图3是根据本发明的柔性电阻式点阵式压力检测方法的一个实施例的流程图。
柔性电阻式点阵式压力检测方法，包括以下步骤：
步骤301，由柔性电阻式点阵式压力检测系统的传感器数据采集模块获取M×N个柔性敏感单元的输出电压，其中M和N分别为柔性敏感单元阵列的行、列数。
在本实施例中，步骤301对应的执行主体(图1所示的传感器数据采集模块102)可以通过有线连接或无线连接的方式从柔性敏感单元点阵中各个柔性敏感单元获取输出电压，即将获取到的柔性敏感单元的电阻变化转变为电压信号，并对电压信号进行模拟-数字变换，之后将经过模拟-数字变换的电压信号发送给受力点坐标检测模块。在这里，柔性敏感单元点阵为M×N的柔性敏感单元阵列，其中M和N分别为柔性敏感单元阵列的行、列数。
步骤302，在获取柔性敏感单元输出电压的同时也获取单元对应的结构信息。
在本实施例中，步骤302对应的执行主体(图1所示的传感器数据采集模块102)可以通过有线连接或无线连接的方式，在获取柔性敏感单元输出电压的同时，也获取单元对应的结构信息。
步骤303，将获取到的输出电压和结构信息输入至柔性电阻式点阵式压力检测系统的受力点坐标检测模块中，得到受力点的位置和对应的力值。
在本实施例中，步骤203对应的执行主体(图1所示的受力点坐标检测模块103)可以通过有线连接或无线连接的方式，将获取到的输出电压和结构信息输入至柔性电阻式点阵式压力检测系统的受力点坐标检测模块中，得到受力点的位置和对应的力值。
从图3中可以看出，与图2所示的实施例不同的是，本实施例突出了柔性电阻式点阵式压力检测方法基于柔性电阻式点阵式压力检测系统的实现步骤。从而使得柔性电阻式点阵式压力检测方法更加具体和准确。相应的，图3所示的实施例作为对与图2所示的实施例的具体化实施，与图2所示的实施例的可选方式或实施例也适用于图3所示的实施例。
本发明实施例提供的柔性电阻式点阵式压力检测系统、方法和装置，通过获取柔性敏感单元点阵中各个柔性敏感单元的输出电压，并在获取柔性敏感单元输出电压的同时，也获取单元对应的结构信息，然后将获取到的输出电压和结构信息输入至预先训练的压力位置检测模型中，得到受力点的位置和对应的力值，从而提高获取受力点的位置和对应的力值的效率和精度，相对于通过公式计算受力点的位置和对应的力值这种方法，本发明实施例提供的方法基于实际材料特性和具体的制造参数，自动地提供了相应的补偿。
进一步参考图4，其示出了根据本发明的柔性电阻式点阵式压力检测方法和装置方法和装置相关的模型的一个训练方法的实施例的流程400。该的流程400，包括以下步骤：
步骤401，获取训练样本集合，训练样本包括M×N个柔性敏感单元对应的输出电压、结构信息以及与结构信息对应的受力点的位置和力值。
在本实施例中，压力位置检测模型的执行主体(例如图1所示的受力点坐标检测模块103或与之对应的处理器)可以通过有线连接方式或者无线连接的方式从存储有样本数据的存储服务器中获取训练样本集合，也可以在标定模式下，按照预先设定的训练程序，通过标定装置104和传感器数据采集模块102实时地获取训练样本集合。在这里，训练样本包括M×N个柔性敏感单元对应的输出电压、结构信息以及与结构信息对应的受力点的位置和力值。
步骤402，将柔性敏感单元的输出电压和结构信息作为压力位置检测模型的输入，将与敏感单元的结构信息对应的受力点的位置和力值作为期望的输出，利用机器学习的方法训练得到压力位置检测模型。
在本实施例的一些可选方式中，压力位置检测模型的类型为CNN或RNN。
在本实施例中，上述执行主体可以从样本数据集合中选取样本数据，执行如下训练步骤：
首先，将选取的每一个样本数据中的输出电压和结构信息经过预处理后作为初始卷积神经网络的输入，将与敏感单元的结构信息对应的受力点的位置和力值作为期望输出，对初始卷积神经网络进行训练，得到与样本数据对应的受力点的位置和力值的预测值。接着，基于预设损失函数，确定预设损失函数的损失值是否达到预设目标值。在响应于确定预设损失函数的损失值达到预设目标值时，可以确定初始神经网络训练完成，并将训练完成的初始神经网络确定为压力位置检测模型。在这里，预设损失函数可以用于表征受力点的位置和力值的预测值与受力点的位置和力值的实际值之间的差异。
上述执行主体在响应于确定预设损失函数的损失值未达到预设目标值时，调整初始卷积神经网络的参数，以及从上述训练样本集合中重新选取样本或增加样本规模，将调整后的初始卷积神经网络作为初始卷积神经网络，继续执行上述训练步骤。在这里，调整初始卷积神经网络的参数例如可以调整初始卷积神经网络的卷积层的数目、卷积核的大小。
在这里，预处理不是必需的。
从图4中可以看出，与图2所示的实施例不同的是，本实施例突出了柔性电阻式点阵式压力检测方法和装置中压力位置检测模型的训练步骤。从而使得柔性电阻式点阵式压力检测的方法和装置更加准确。
进一步参考图5，作为对上述图4所示方法的实现，本发明提供了柔性电阻式点阵式压力检测装置的一个实施例，该装置实施例与图2所示的方法实施例相对应，该装置具体可以应用于各种设备中。
如图5所示，本实施例的柔性电阻式点阵式压力检测装置500包括：
输出电压采集单元501，被配置成用于获取柔性敏感单元点阵中各个柔性敏感单元的输出电压；
结构信息采集单元502，被配置成用于在获取柔性敏感单元输出电压的同时，也获取单元对应的结构信息；
受力位置力值单元503，被配置成用于将获取到的输出电压和结构信息输入至预先训练的压力位置检测模型中，得到受力点的位置和对应的力值。
在本实施例中，柔性电阻式点阵式压力检测装置500中：输出电压采集单元501、结构信息采集单元502和受力位置力值单元503的具体处理及其带来的有益效果可参看图2对应实施例中的步骤201、步骤202和步骤203的实现方式的相关描述，在此不再赘述。
下面参考图6，其示出了适于用来实现本发明实施例的电子设备(例如图1所示的服务器)的计算机系统600的结构示意图。图6示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图6所示，计算机系统600包括中央处理单元(CPU)601，其可以根据存储在只读存储器(ROM)602中的程序或者从存储部分608加载到随机访问存储器(RAM)603中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 603中，还存储有系统600操作所需的各种程序和数据。CPU 601、ROM 602以及RAM 603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。
以下部件连接至I/O接口605：包括键盘、鼠标等的输入部分606；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分607；包括硬盘等的存储部分608；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分609。通信部分609经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器610也根据需要连接至I/O接口605。可拆卸介质611，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器610上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分608。
特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分609从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质611被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)601执行时，执行本发明的方法中限定的上述功能。需要说明的是，本发明该的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明的操作的计算机程序代码，该程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如”C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本发明实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括：输出电压采集单元、结构信息采集单元和受力位置力值单元。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定，例如，输出电压采集单元还可以被描述为“被配置成用于获取柔性敏感单元点阵中各个柔性敏感单元的输出电压”的单元。
作为另一方面，本发明还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：获取柔性敏感单元点阵中各个柔性敏感单元的输出电压；在获取柔性敏感单元输出电压的同时，也获取单元对应的结构信息；将获取到的输出电压和结构信息输入至预先训练的压力位置检测模型中，得到受力点的位置和对应的力值。
以上描述仅为本发明的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，本发明中所涉及的发明范围，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上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的(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 (16)
1.一种柔性电阻式点阵式压力检测系统，其特征在于，包括：
柔性敏感单元点阵，由若干被填埋到基体材料中不同位置和深度的柔性敏感单元组成；
传感器数据采集模块，与所有的柔性敏感单元连接，将所述柔性敏感单元的电阻变化转变为电压信号，并对所述电压信号进行模拟-数字变换，之后将变换后信号发送给受力点坐标检测模块；
受力点坐标检测模块，接收所述变换后信号，通过预先训练的压力位置检测模型得到受力点的坐标和力值；
标定装置，用于完成柔性敏感单元点阵的标定，获取用于所述压力位置检测模型的训练数据。
2.一种柔性电阻式点阵式压力检测方法，其特征在于，包括：
获取柔性敏感单元点阵中各个柔性敏感单元的输出电压；
在获取所述柔性敏感单元输出电压的同时，也获取各个柔性敏感单元对应的结构信息；
将获取到的所述输出电压和所述结构信息输入至预先训练的压力位置检测模型中，得到受力点的位置和对应的力值。
3.根据权利要求2所述柔性电阻式点阵式压力检测方法，其特征在于，
利用传感器数据采集模块获取M×N个柔性敏感单元的输出电压，其中M和N分别为柔性敏感单元阵列的行、列数；其中所述传感器数据采集模块与所有的柔性敏感单元连接，将所述柔性敏感单元的电阻变化转变为电压信号，并对所述电压信号进行模拟-数字变换；
在获取所述柔性敏感单元输出电压的同时也获取柔性敏感单元对应的结构信息；
将获取到的所述输出电压和所述结构信息输入至受力点坐标检测模块中，受力点坐标检测模块通过预先训练的压力位置检测模型得到受力点的坐标和力值。
4.根据权利要求3所述柔性电阻式点阵式压力检测方法，其特征在于，所述结构信息包括以下任意一项或任意多项的组合：
所述的M×N个柔性敏感单元对应的行和列；
所述的M×N个柔性敏感单元对应的填埋深度；
所述的M×N个柔性敏感单元中的任意两个柔性敏感单元对应的距离；
所述的M×N个柔性敏感单元基于预设规则的顺序信息。
5.根据权利要求4所述柔性电阻式点阵式压力检测方法，其特征在于，所述压力位置检测模型通过如下方式训练得到：
获取训练样本集合，所述训练样本包括M×N个柔性敏感单元对应的输出电压、结构信息以及与所述结构信息对应的受力点的位置和力值；
将所述柔性敏感单元的输出电压和结构信息作为压力位置检测模型的输入，将与所述敏感单元的结构信息对应的受力点的位置和力值作为期望的输出，利用机器学习的方法训练得到所述压力位置检测模型。
6.根据权利要求5所述柔性电阻式点阵式压力检测方法，其特征在于，所述敏感单元结构信息对应的受力点的位置和力值通过如下步骤得到：
使用标定装置在所述柔性敏感单元点阵的已知位置施加预设的压力，由传感器数据采集模块得到在该受载条件下M×N个敏感单元对应的电压值和位置信息，所述已知位置包括任意柔性传感单元所在的位置和/或所述点阵上的任意位置；
变换压力施加位置或力值大小，得到不同的M×N个敏感单元对应的电压值和位置信息。
7.根据权利要求2至6任一项权利要求所述柔性电阻式点阵式压力检测方法，其特征在于，所述压力位置检测模型的类型为卷积神经网络或RNN。
8.一种柔性电阻式点阵式压力检测装置，其特征在于，包括：
柔性敏感单元点阵，由若干被填埋到基体材料中不同位置和深度的柔性敏感单元组成；
输出电压采集单元，用于获取柔性敏感单元点阵中各个柔性敏感单元的输出电压；
结构信息采集单元，用于在获取所述柔性敏感单元输出电压的同时，也获取单元对应的结构信息；
受力位置和力值检测单元，用于将获取到的所述输出电压和所述结构信息输入至预先训练的压力位置检测模型中，得到受力点的位置和对应的力值。
9.根据权利要求8所述柔性电阻式点阵式压力检测装置，其特征在于，包括：
利用传感器数据采集模块获取M×N个柔性敏感单元的输出电压，其中M和N分别为柔性敏感单元阵列的行、列数；其中所述传感器数据采集模块与所有的柔性敏感单元连接，将所述柔性敏感单元的电阻变化转变为电压信号，并对所述电压信号进行模拟-数字变换；
在获取所述柔性敏感单元输出电压的同时也获取单元对应的结构信息；
将获取到的所述输出电压和所述结构信息输入至预先训练的压力位置检测模型中，得到受力点的位置和对应的力值。
10.根据权利要求9所述柔性电阻式点阵式压力检测装置，其特征在于，所述结构信息包括以下任意一项或任意多项的组合：
所述的M×N个柔性敏感单元对应的行和列；
所述的M×N个柔性敏感单元对应的填埋深度；
所述的M×N个柔性敏感单元中的任意两个柔性敏感单元对应的距离；
所述的M×N个柔性敏感单元基于预设规则的顺序信息。
11.根据权利要求10所述柔性电阻式点阵式压力检测装置，其特征在于，所述压力位置检测模型通过如下方式训练得到：
获取训练样本集合，所述训练样本包括M×N个柔性敏感单元对应的输出电压、结构信息以及与所述结构信息对应的受力点的位置和力值；
将所述柔性敏感单元的输出电压和结构信息作为压力位置检测模型的输入，将与所述敏感单元的结构信息对应的受力点的位置和力值作为期望的输出，利用机器学习的方法训练得到所述压力位置检测模型。
12.根据权利要求11所述柔性电阻式点阵式压力检测装置，其特征在于，所述敏感单元结构信息对应的受力点的位置和力值通过如下步骤得到：
使用标定装置在所述柔性敏感单元点阵的已知位置施加预设的压力，由所述的传感器数据采集模块得到在该受载条件下M×N个敏感单元对应的电压值和位置信息，所述已知位置包括任意柔性传感单元所在的位置和/或所述点阵上的任意位置；
变换压力施加位置或力值大小，得到不同的M×N个敏感单元对应的电压值和位置信息。
13.根据权利要求8至12任一项权利要求所述柔性电阻式点阵式压力检测装置，其特征在于，所述压力位置检测模型的类型为卷积神经网络或RNN。
14.一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，其上存储有一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求2-7中任意所述的方法。
15.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现如权利要求2-7中任意所述的方法。
16.一种电子皮肤，包括如权利要求1所述的柔性电阻式点阵式压力检测系统和/或实现如权利要求2-7中任意所述的方法。
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