[发明专利]一种柔性电阻式点阵式压力检测系统、方法和装置

权利要求书

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。