【技术实现步骤摘要】
本申请涉及直书写，尤其是一种基于直书写技术实现应变感知的无人载具运动监测方法。
技术介绍
1、随着智能化技术的发展，各种无人载具得到了发展，这些无人载具在科学研究以及工业领域都有广泛的应用。对无人载具的运动进行监测可以有效地对无人载具的工作过程进行优化，现在常用的方法会在无人载具上布设多个姿态传感器进行运动监测，但是这种做法的监测精度不高，尤其是在高动态环境下表现不佳，且这种方法也很难准确表征无人载具的运动状态，监测效果不理想。
技术实现思路
1、本申请针对上述问题及技术需求，提出了一种基于直书写技术实现应变感知的无人载具运动监测方法，本申请的技术方案如下：
2、一种基于直书写技术实现应变感知的无人载具运动监测方法，该无人载具运动监测方法包括：
3、利用直书写技术在无人载具的底盘表面打印制作应变传感器阵列，应变传感器阵列包括位于无人载具的底盘表面不同位置的m*n个应变单元，m*n个应变单元在电路逻辑上形成m行n列的阵列结构，位于同一行的n个应变单元的第一端相连并引出一个行电极，位于同一列的m个应变单元的第二端相连并引出一个列电极，m和n为整数参数；
4、在无人载具上布设无线数据采集系统，无线数据采集系统包括mcu、无线通讯模组、受控开关组以及电源模组，mcu连接并控制受控开关组中各个受控开关的状态，mcu还连接无线通讯模组，电源模组用于给mcu和无线通讯模组供电；将应变传感器阵列的m个行电极和n个列电极通过受控开关组连接至mcu；
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6、其进一步的技术方案为，无线数据采集系统中的受控开关组包括m个行复用开关、n个列复用开关和一个参考切换开关，参考切换开关和n个列复用开关均为单刀双掷开关；
7、将应变传感器阵列的m个行电极和n个列电极通过受控开关组连接至mcu包括：
8、将每个行电极连接至对应的一个行复用开关的第一端，将所有m个行复用开关的第二端相连并通过参考电阻连接参考切换开关的固定端，将参考切换开关的两个活动端分别连接电源模组的电源电压端vcc以及接地端gnd，所有m个行复用开关的第二端还作为信号输出端连接mcu；将每个列电极连接至对应的一个列复用开关的固定端，每个列复用开关的两个活动端分别连接电源模组的电源电压端vcc以及接地端gnd。
9、其进一步的技术方案为，得到应变传感器阵列中各个应变单元解耦后的应变数据包括：
10、按照二次扫描策略控制各个开关的状态，依次对应变传感器阵列中的每个应变单元进行二次扫描得到应变单元解耦后的实时电阻值；
11、根据每个应变单元解耦后的实时电阻值和应变单元的初始电阻转换得到应变单元解耦后的应变数据。
12、其进一步的技术方案为，对应变传感器阵列中的任意第m行第n列的应变单元rmn进行二次扫描得到应变单元rmn解耦后的实时电阻值包括：
13、控制与应变单元rmn相连的行复用开关闭合、其他m-1个行复用开关断开，控制参考切换开关连接电源电压端vcc，控制所有n个列复用开关均连接接地端gnd，通过信号输出端获取第一次扫描电压
14、控制与应变单元rmn相连的行复用开关闭合、其他m-1个行复用开关断开，控制参考切换开关连接接地端gnd，控制与应变单元rmn相连的列复用开关连接电源电压端vcc、其他n-1个列复用开关均连接接地端gnd，通过信号输出端获取第二次扫描电压
15、按照基尔霍夫电流定律根据第一次扫描电压和第二次扫描电压得到应变单元rmn的实时电阻值。
16、其进一步的技术方案为，得到应变单元rmn解耦后的实时电阻值包括：
17、按照基尔霍夫电流定律确定整理得到应变单元rmn解耦后的实时电阻值
18、其中，rref是参考电阻的阻值，rp是与应变单元rmn位于同一行的其他n-1个应变单元构成的并联回路的阻值。
19、其进一步的技术方案为，根据任意第m行第n列的应变单元rmn解耦后的实时电阻值和应变单元rmn的初始电阻转换得到应变单元rmn解耦后的应变数据gfmn是应变单元rmn的灵敏系数。
20、其进一步的技术方案为，基于机器学习模型根据接收到的多通道应变数据监测无人载具的运动状态包括：
21、将接收到的多通道应变数据输入第一级svm模型得到底盘变形模式，第一级svm模型预先基于svm模型训练得到并根据不同的多通道应变数据输出不同的底盘变形模式；
22、将按照时间顺序在不同采样时刻得到的底盘变形模式所构成的变形模式时间序列输入第二级svm模型得到无人载具的运动状态，第二级svm模型预先基于svm模型训练得到并根据不同的变形模式时间序列输出不同的运动状态。
23、其进一步的技术方案为，无人载具为平板型载具且包含两个前轮和两个后轮，第一级svm模型输出的底盘变形模式为左前轮单独抬起、右前轮单独抬起、左后轮单独抬起、右后轮单独抬起、两前轮同时抬起、两后轮同时抬起、左前轮右后轮同时抬起、左后轮右前轮同时抬起中的任意一种。
24、其进一步的技术方案为，应变传感器阵列中的m个行电极和n个列电极均连接至边缘处的传感器接口，应变传感器阵列的传感器接口通过连接线连接至无线数据采集系统；应变传感器阵列在传感器接口处相对于无人载具的底盘表面悬空。
25、其进一步的技术方案为，利用直书写技术在无人载具的底盘表面打印制作应变传感器阵列还包括：
26、在无人载具的底盘表面对应于传感器接口处铺设隔离层，在铺设有隔离层的无人载具的底盘表面直书写打印制作应变传感器阵列后，剥离隔离层。
27、本申请的有益技术效果是：
28、本申请公开了一种基于直书写技术实现应变感知的无人载具运动监测方法，该方法通过直书写技术制造的应变传感器阵列实现对无人载具底盘应变的高精度监测，确保数据的准确性和可靠性，采用二次扫描法结合机器学习模型实现对多通道大量数据的解耦采集和实时处理，具有较高的数据准确度和响应速度，可以准确及时的监测到无人载具的运动状态。
29、该方法进一步采用级联式svm模型，通过两级svm模型基于多通道应变数据识别无人载具的运动状态，针对性强，为操作提供更精细的信息。该方法设计具有灵活性，适用于不同类型无人载具和机器人，可以根据特定应用场景调整传感单元位置、方向和采样频率。
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1.一种基于直书写技术实现应变感知的无人载具运动监测方法，其特征在于，所述无人载具运动监测方法包括：
2.根据权利要求1所述的无人载具运动监测方法，其特征在于，所述无线数据采集系统中的受控开关组包括M个行复用开关、N个列复用开关和一个参考切换开关，参考切换开关和N个列复用开关均为单刀双掷开关；
3.根据权利要求2所述的无人载具运动监测方法，其特征在于，得到所述应变传感器阵列中各个应变单元解耦后的应变数据包括：
4.根据权利要求3所述的无人载具运动监测方法，其特征在于，对所述应变传感器阵列中的任意第m行第n列的应变单元Rmn进行二次扫描得到应变单元Rmn解耦后的实时电阻值包括：
5.根据权利要求4所述的无人载具运动监测方法，其特征在于，得到应变单元Rmn解耦后的实时电阻值包括：
6.根据权利要求3所述的无人载具运动监测方法，其特征在于，根据任意第m行第n列的应变单元Rmn解耦后的实时电阻值和应变单元Rmn的初始电阻转换得到应变单元Rmn解耦后的应变数据GFmn是应变单元Rmn的灵敏系数。
7.根据权利要求1所述
8.根据权利要求7所述的无人载具运动监测方法，其特征在于，所述无人载具为平板型载具且包含两个前轮和两个后轮，所述第一级SVM模型输出的底盘变形模式为左前轮单独抬起、右前轮单独抬起、左后轮单独抬起、右后轮单独抬起、两前轮同时抬起、两后轮同时抬起、左前轮右后轮同时抬起、左后轮右前轮同时抬起中的任意一种。
9.根据权利要求1所述的无人载具运动监测方法，其特征在于，所述应变传感器阵列中的M个行电极和N个列电极均连接至边缘处的传感器接口，所述应变传感器阵列的所述传感器接口通过连接线连接至所述无线数据采集系统；所述应变传感器阵列在所述传感器接口处相对于无人载具的底盘表面悬空。
10.根据权利要求9所述的无人载具运动监测方法，其特征在于，利用直书写技术在无人载具的底盘表面打印制作应变传感器阵列还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于直书写技术实现应变感知的无人载具运动监测方法，其特征在于，所述无人载具运动监测方法包括：
2.根据权利要求1所述的无人载具运动监测方法，其特征在于，所述无线数据采集系统中的受控开关组包括m个行复用开关、n个列复用开关和一个参考切换开关，参考切换开关和n个列复用开关均为单刀双掷开关；
3.根据权利要求2所述的无人载具运动监测方法，其特征在于，得到所述应变传感器阵列中各个应变单元解耦后的应变数据包括：
4.根据权利要求3所述的无人载具运动监测方法，其特征在于，对所述应变传感器阵列中的任意第m行第n列的应变单元rmn进行二次扫描得到应变单元rmn解耦后的实时电阻值包括：
5.根据权利要求4所述的无人载具运动监测方法，其特征在于，得到应变单元rmn解耦后的实时电阻值包括：
6.根据权利要求3所述的无人载具运动监测方法，其特征在于，根据任意第m行第n列的应变单元rmn解耦后的实时电阻值和应变单元rmn的初始电阻转换得到应变单元rmn解耦后的应变数...
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