【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及一种用于获取触觉感测数据的方法和电子装置。
技术介绍
1、触觉感测对于许多机器人应用可能是重要的。例如，当机器人与人类协作在动态环境中工作时，触觉感测可对人-机器人交互(hri)发挥关键作用，诸如，人类周围的安全机器人操作、向人类提供情绪支持、以及根据人类引导来控制机器人行为。
2、用于在机器人上实现触觉皮肤的现有方法可被划分为两种方法：使用被部署在机器人上的数十到数千个外感传感器(诸如电容性、磁性和红外(ir)类型的传感器)的第一种方法；以及使用结合逆运动学和动力学的本体感受(诸如电机扭矩、位置、速度和动量读数)来推断接触位置和接触力的第二种方法。第一种方法可能需要庞大的结构和高制造成本，并且第二种方法可能由于电机的时变特性和噪声而提供接触位置和接触力的不理想的估计结果。这可能使机器人系统设计复杂化，并且可能增加大量额外成本和传感器管理开销。
技术实现思路
1、技术解决方案
2、根据本公开的实施例，提供了一种用于获取触觉感测数据的装置。所述装置可包括多个压电元件、存储指令的存储器和至少一个处理器，所述多个压电元件被设置在对象处并且包括第一压电元件和第二压电元件。所述至少一个处理器可被配置为控制第一压电元件以在每个预设时间间隔处沿着所述对象的表面产生具有啁啾扩频(css)的声波。所述css可在预定频率范围内具有恒定幅度。所述至少一个处理器可被配置为经由第二压电元件接收与产生的声波对应的声波信号。所述至少一个处理器可被配置为基于在所述对象的表面被触摸
3、所述至少一个处理器可被配置为：使用至少一个滤波器对接收的声波信号进行滤波，所述至少一个滤波器被配置为从接收的声波信号中减少所述对象的电噪声和所述对象的机械噪声。
4、所述对象可以是机器人。电噪声可以是机器人的电机的脉冲宽度调制(pwm)噪声。所述至少一个滤波器还可被配置为对接收的声波信号的30khz、60khz和90khz处的pwm噪声进行滤波，和/或对驻留在接收的声波信号的20khz范围以下的机械噪声进行滤波。
5、所述至少一个处理器可被配置为：按照接收的声波信号的第二方差与第一方差的比率的升序来选择预定数量的频带。
6、在γ是从所述多个频带中选择的频带的预定数量的情况下，所述至少一个处理器可被配置为：预先确定γ，使得神经网络的触摸预测准确度与γ的倒数的加权和最大化。
7、所述至少一个处理器可被配置为，在预设校准间隔处，在所述对象的表面未被触摸的情况下，获得所述对象的表面上的所述多个预定位置的基线触摸预测分数。并且，所述至少一个处理器可被配置为，在校准之后所述对象的表面被触摸的情况下，基于基线触摸预测分数调整从神经网络获得的触摸预测分数。
8、预定频率范围可以是从20khz至80hz的范围，并且预设时间间隔可在从90ms至110ms的范围内。
9、所述至少一个处理器可被配置为：通过将一阶傅里叶模型应用于接收的声波信号在选择的频带上的总能量来估计触摸输入的压力。
10、根据本公开的实施例，提供了一种用于获取触觉感测数据的方法，所述方法包括：控制第一压电元件以在每个预设时间间隔处沿着对象的表面产生具有啁啾扩频(css)的声波，其中，css具有在预定频率范围内的恒定幅度；经由第二压电元件接收与产生的声波对应的声波信号；基于在所述对象的表面被触摸的情况下接收的声波信号的第一方差和在所述对象的表面上没有触摸的情况下接收的声波信号的第二方差，从接收的声波信号的多个频带中选择频带；将选择的频带的接收的声波信号输入到神经网络中，其中，神经网络被训练以针对所述对象的表面上的多个预定位置中的每个提供触摸预测分数；以及基于从神经网络提供的触摸预测分数来估计触摸输入的位置。
11、所述方法可包括：对接收的声波信号进行滤波以从接收的声波信号中减少所述对象的电噪声和所述对象的机械噪声。
12、所述对象可以是机器人，并且电噪声可以是机器人的电机的脉冲宽度调制(pwm)噪声，并且滤波可包括：在接收的声波信号的30khz、60khz和90khz处对pwm噪声进行滤波；以及对驻留在接收的声波信号的20khz范围以下的机械噪声进行滤波。
13、所述方法可包括：按照接收的声波信号的第二方差与第一方差的比率的升序选择预定数量的频带。
14、γ可以是从所述多个频带中选择的预定数量的频带，并且所述方法可包括：确定γ，使得神经网络的触摸预测准确度与γ的倒数的加权和最大化。
15、所述方法还可包括：在预设校准间隔处，当所述对象的表面未被触摸时，获得所述对象的表面上的所述多个预定位置的基线触摸预测分数；以及基于校准之后所述对象的表面被触摸，基于基线触摸预测分数调整从神经网络获得的触摸预测分数。
16、预定频率范围可以是从20khz至80hz的范围，并且预设时间间隔可在从90ms至110ms的范围内。
17、所述方法可包括：通过将一阶傅里叶模型应用于接收的声波信号在选择的频带上的总能量来估计触摸输入的压力。
18、根据本公开的实施例，一种计算机可读存储介质可存储指令，所述指令在由至少一个处理器执行时。计算机可读存储介质可使至少一个处理器进行以下操作：控制第一压电元件以在每个预设时间间隔处沿着对象的表面产生具有啁啾扩频(css)的声波，其中，所述css具有在预定频率范围内的恒定幅度；经由第二压电元件接收与产生的声波对应的声波信号；基于在所述对象的表面被触摸的情况下接收的声波信号的第一方差和在所述对象的表面上没有触摸的情况下接收的声波信号的第二方差，从声波信号的多个频带中选择频带；以及通过将选择的频带的声波信号输入到神经网络中来估计触摸输入在所述对象的表面上的位置，其中，神经网络被配置为针对所述对象的表面上的多个预定位置中的每个提供触摸预测分数。
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1.一种用于获取触觉感测数据的装置，所述装置包括：
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为：
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述对象是机器人，并且电噪声是机器人的电机的脉冲宽度调制PWM噪声，并且
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为：
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，γ是从所述多个频带中选择的频带的预定数量，并且
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为：
7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中，预定频率范围是从20kHz至80Hz的范围，并且预设时间间隔在从90ms至110ms的范围内。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为：
9.一种用于获取触觉感测数据的方法，所述方法包括：
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：
11.根据权利要求9至10中任一项所述的方法，其中，从接收的声波信号的
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中，γ是从所述多个频带中选择的频带的预定数量，并且
13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，还包括：
14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法，还包括：
15.一种存储指令的计算机可读存储介质，所述指令在由至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器进行以下操作：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于获取触觉感测数据的装置，所述装置包括：
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为：
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述对象是机器人，并且电噪声是机器人的电机的脉冲宽度调制pwm噪声，并且
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为：
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，γ是从所述多个频带中选择的频带的预定数量，并且
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为：
7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中，预定频率范围是从20khz至80hz的范围，并且预设时间间隔在从90ms至110ms的范...
【专利技术属性】
技术研发人员：范小然，李大源，劳伦斯·雅克尔，理查德·霍华德，丹尼尔·东悦尔·李，易卜拉欣·沃尔坎·伊斯勒，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：
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