一种基于触觉感知的柔性界面检测方法与设备与流程

1.本发明涉及传感器技术领域，尤其是涉及一种基于触觉感知的柔性界面检测方法与设备。


背景技术：

2.表面质量检测是柔性界面相关智能装备的重要应用场景之一，例如皮革缺陷检测、织物制品评价、皮肤病医学诊断等。比较传统的产品表面质量检测方法采用人工检测，但人工检测效率较低，需耗费大量人力成本，而且易于受人工经验和主观因素判断的影响，存在抽检率低，准确性差，产品质检不良率高等问题。
3.随着智能感知技术的发展、应用和普及，基于机器视觉的检测方法在表面质量检测领域得到广泛研究和应用，机器视觉方法可以实现无接触、无损伤、自动化检测，具有检测效率高的突出有点，很大程度上克服人工检测的弊端。
4.尽管近年来随着光学成像器件性能的显著发展，以及图像处理、压缩和传输技术的不断改进。基于机器视觉的检测方法无论是效率还是准确率都得到了大幅提升。然而不可否认的是机器视觉检测技术仍然存在一些难以解决的问题，例如(1)检测受限于光源，光源质量影响成像质量，从而直接影响检测准确率；(2)环境适应性差，操作环境要求洁净、无遮挡、无干扰物；(3)检测精度达到瓶颈，对于一些细微的，内部的缺陷无法形成有效的视觉特征，对于一些正常的纹理图像反应形成视觉特征。上述问题不仅极大限制了其应用场景，而且检测准确率达到了瓶颈，若无其他模态信息的介入，单一基于视觉模态信息的表面质量检测已很难有提升空间。目前，多维智能感知融合已成为智能感知技术应用的重要突破方向，其中触觉信息和视觉信息的融合在智能机器人装备、智能织物检测装备等存在重大应用，是柔性界面触觉感知智能装备的必然趋势，而当前基于触觉感知的柔性界面检测还未形成一套有效的检测方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于触觉感知的柔性界面检测方法与设备，以实现柔性界面的自动检测。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
7.本发明的一个方面，提供了一种基于触觉感知的柔性界面检测方法，基于三维位移台和三向力传感器采集柔性界面的三维触觉参数，并对采集到的三维受力数据进行融合处理，经计算后实时输出触觉图像，所述方法包括如下步骤
8.步骤一，控制所述三维位移台沿z轴方向向下移动，实时获取所述三向力传感器的z向受力值，当受力值达到预设阈值后停止移动，建立传感器扫描柔性界面的基准平面；
9.步骤二，基于硬触发方式实现所述三向力传感器的数据采集与所述三维位移台的同步；
10.步骤三，控制三向力传感器在所述基准平面上进行逐行扫描，采集三向力传感器
逐行扫描柔性界面过程中x、y和z方向的受力变化具体数值，获取传感器与柔性界面接触的三维触觉信息。
11.作为优选的技术方案，基于硬触发方式实现所述三向力传感器的数据采集与三维位移台的同步具体为：
12.基于移动控制信息产生相应频率的脉冲信号，利用所述脉冲信号控制电机驱动器驱动电机，并同步对脉冲信号进行计数，当计数达到预设阈值后产生硬触发信号，同步触发三向力传感器进行数据采集，并重新开始计数。
13.作为优选的技术方案，所述的移动控制信息包括加减速度值、速度值、位移量和位移方向。
14.作为优选的技术方案，基于柔性界面扫描需要的分辨率确定所述预设阈值。
15.作为优选的技术方案，还包括：
16.步骤四，完成对整个柔性界面的逐行扫描后，对三维受力数据进行融合处理、以实现对柔性界面的高精度、高分辨和多维度扫描成像。
17.作为优选的技术方案，利用三维数据对柔性界面进行触觉成像显示具体为：
18.同步对所述的硬触发信号进行计数，以所述硬触发信号的阈值作为图像的列坐标，逐行扫描的换行计数作为图像的行坐标，三向力传感器采集的受力数据作为位深度，通过编码形成数字图像信号并输出。
19.本发明的另一个方面，提供了基于触觉感知的柔性界面检测设备，包括：
20.三向力传感器，能够同时检测x、y、z方向的受力变化，并输出相应的电信号；
21.三维位移台，用于控制三向力传感器沿x、y、z方向移动；
22.一体化采集控制平台，用于实现对三维位移台的移动控制，建立传感器扫描柔性界面基准平面、在所述基准平面上进行逐行扫描的时序控制，以及三向力传感器输出信号的采集、存储、处理和传输。
23.作为优选的技术方案，所述的三维位移台包括步进电机、导轨和传动丝杆。
24.作为优选的技术方案，所述的一体化采集控制平台包括中央处理器以及分别与所述中央处理器连接的存储单元、时钟产生单元、电机控制单元、电机驱动单元以及数据采集单元，所述电机驱动单元与步进电机连接，所述数据采集单元与所述三向力传感器连接，在正式测量时，所述电机控制单元基于中央处理器下发的加减速度值、速度值、位移量和位移方向等移动控制信息，解析出相应频率的脉冲信号；脉冲信号发送给所述电机驱动单元控制步进电机运动；所述数据采集单元基于硬触发方式同步对三向力传感器输出信号进行采集；所述存储单元用于存储整个柔性界面的三向受力数值。
25.作为优选的技术方案，所述的中央处理器基于xilinx zynq soc平台，包括可编程系统及可编程逻辑部分，所述可编程系统用于与上位机进行交互，以及对三维位移台的控制，所述可编程逻辑部分用于对所述脉冲信号进行计数并产生硬触发信号，对三向力传感器输出的受力数值进行并行采集、处理、存储及传输。
26.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
27.(1)采集三维触觉信息：相比现有方法只检测正向压力来获取一维触觉信息的方式，本发明提出并实现了同时检测x、y、z三方向的受力变化来作为柔性界面三维触觉信息的方法，可以明显提高检测精度，例如对于柔性界面比较细的划痕，由于传感器尺寸大小的
限制，只检测z向压力无法检测到，但是通过融合计算x、y方向的受力数据就可以明显检测到，相应的本发明也通过将获取的三维触觉信息数据进行融合处理、计算，以突破单一维度传感器分辨率的限制。
28.(2)实现柔性界面的自动检测：本技术分基准平面建立、正式测量、触觉计算成像三个阶段，在检测前设备会自主进行初始化；在对柔性界面检测时，首先根据不同检测对象自适应建立检测基准平面，即控制三维位移台沿z轴方向向下移动并实时采集三向力传感器z向受力值变化，当受力值达到预设阈值后停止移动，建立传感器扫描柔性界面的基准平面；然后在所建立的基准平面上控制三向力传感器对柔性界面进行逐行扫描；最后将采集的数据进行融合处理、计算成像；从而实现了柔性界面压力的自动检测，相较于传统的人工方案提高了效率，相较于机器视觉的方案有更强的鲁棒性。
29.(3)采集的柔性界面受力变化数据准确度、一致性高：不同于现有方案缺少数据采集速率与传感器位移速度的同步，本发明基于一种硬触发方式实现了传感器数据采集与三维位移台的同步，该方法相较于程序控制方式具有更高的实时性，可以更好的确保传感器逐行扫描过程中采集的数据与位移的对应关系，避免数据失真问题，同时保证了整个柔性界面各个区域检测分辨率的一致性，提高了采集的柔性界面受力变化数据准确度。
附图说明
30.图1为实施例1中基于触觉感知的柔性界面检测方法的流程图；
31.图2为实施例1中传感器位移与数据采集的同步的流程图；
32.图3为实施例2中基于触觉感知的柔性界面检测设备的触觉传感器位移装置的结构示意图；
33.图4为实施例2中柔性界面三维触觉参数信息采集空间示意图；
34.图5为实施例2中一体化采集控制平台框图，
35.其中，1、步进电机，2、导轨，3、三向力传感器。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
37.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
38.另外，本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器
以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
39.实施例1
40.本实施例提供了一种基于触觉感知的柔性界面检测方法，该方法提供并实现了以检测柔性界面表面的三维触觉信息方式实现柔性界面的表面质量、缺陷检测的设计思路；所涉及的整个系统包括三向力传感器、步进电机、导轨和传动丝杆组成的高精度三维位移台、一体化采集控制平台。具体地，在对柔性界面进行表面质量检测时，本发明通过高精度三维位移台，控制三向力传感器在被测柔性界面上进行逐行扫描，在扫描过程中同步采集传感器接触柔性界面x、y方向的摩擦力变化和z方向的受力变化，并将采集到的受力数据编码成数字图像的形式输出，加以融合处理、计算，最终实现以触觉感知方式检测柔性界面表面质量的方法。
41.具体的，参见图1，本方法包括如下步骤：
42.步骤s1，搭建触觉传感器位移装置：即搭建一套如图3所示的触觉传感器位移装置，包括：1、步进电机2、导轨和传动丝杆组成的高精度三维位移台3、三向力传感器，其中三向力传感器作为高精度三维位移台的执行机构。
43.步骤s2，测定空间坐标系下三向力传感器扫描柔性界面的基准平面：设定阈值f
th
，并通过步骤一所述装置控制三向力传感器沿z轴方向位移，同步检测传感器z方向受到的受力变化，当受力值达到f
th
，停止z方向位移，读取当前z方向坐标z
fth
，建立如图2所示的(x，y，z
fth
)的扫描基准平面。
44.步骤s3，测量柔性界面的三维触觉参数信息：如图4所示，高精度三维位移台控制三向力传感器在(x，y，z
fth
)平面对柔性界面进行逐行扫描，同步检测传感器与柔性界面接触的x、y方向受到的摩擦力变化和z方向受到的受力变化，以三方向受力数据变化作为三维触觉参数信息。
45.步骤s4，传感器位移与数据采集的同步控制：由于传感器逐行扫描柔性界面过程中的运动方式并非单一的匀速运动，存在加速、减速、匀速阶段，为确保逐行扫描过程中采集的数据与位移呈对应关系，设计如图5所示的一体化采集控制平台，该平台设计了一种硬触发方式，实现了三向力传感器数据采集与三维位移台的同步。
46.具体的，参见图2，本步骤具体为：
47.步骤s41，设计一个如图5所示的一体化采集控制平台，该平台包括：xilinx soc最小系统电路、时钟驱动电路、存储电路、电源电路、电机控制电路、电机驱动电路、模拟信号调理电路、模数转换电路，功能包括：3路步进电机控制与驱动、最高8通道模拟信号并行处理与采集、lwip通信方式实现人机交互；
48.步骤s42，xilinx soc ps端下发加减速度值、速度值、位移量和位移方向等移动控制信息给电机控制电路进行解析，解析后输出相应频率的脉冲信号；
49.步骤s43，步骤s42中输出的脉冲信号同步传输给电机驱动电路和xilinx soc的pl端，pl端同时进行脉冲下降沿检测计数，计数值累加到可设定值cnt时，pl端产生一个中断信号intr，并清零cnt；
50.步骤s44，计数值达到cnt时，pl端触发adc以及模拟信号调理单元，采集当前时刻
三向力传感器x、y、z方向输出的力变化信号，并将数据通过axi dma传输至ps端ddr，设置cnt值调整柔性界面扫描分辨率；
51.步骤s5，三维触觉参数信息的图像表示：即将测量的三向力传感器扫描柔性界面的三维触觉参数信息编码成数字图像的形式进行表示。
52.具体的，本步骤具体为：
53.步骤s51，步骤s43中，pl端产生的中断信号intr受到图5所示平台的ps端进行中断计数，当逐行扫描换行时计数清零；
54.步骤s52，中断intr计数值作为图像的列坐标，逐行扫描的换行计数作为触觉图像的行坐标，相应坐标下采集的受力和摩擦力数据作为该坐标像素点的位深度信息；
55.步骤s53，将采集的三维触觉参数信息按照行列坐标排列，输出x、y、z方向的力数据图像。
56.步骤s54，对三方向力数据图像进行融合、处理、计算，实现高精度，高分辨率，多维度触觉成像。
57.发明成果可以有效提高柔性界面表面质量检测准确率，提升柔性界面触觉感知智能装备的校准测量能力，促进柔性界面触觉感知智能装备的产业发展。
58.实施例2
59.参见图3和图5，本实施例提供了一种基于触觉感知的柔性界面检测设备，包括：
60.三向力传感器，能够同时检测x、y、z方向的受力变化，并输出相应的电信号；
61.三维位移台，用于控制三向力传感器沿x、y、z方向移动的机械结构，包括步进电机、导轨和传动丝杆；
62.一体化采集控制平台，用于实现对三维位移台的移动控制，建立传感器扫描柔性界面的基准平面、在基准平面上进行逐行扫描的时序控制，以及三向力传感器输出信号的采集、存储、处理和传输。
63.为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
64.具体的，参见图4，一体化采集控制平台包括中央处理器以及分别与中央处理器连接的存储单元、时钟产生单元、电机控制单元、电机驱动单元以及数据采集单元，电机驱动单元与步进电机连接，数据采集单元与三向力传感器连接，在正式测量时，电机控制单元基于中央处理器下发的加减速度值、速度值、位移量和位移方向等移动控制信息，解析出相应频率的脉冲信号；脉冲信号发送给电机驱动单元控制步进电机运动；数据采集单元基于硬触发方式同步对三向力传感器输出信号进行采集；存储单元用于存储整个柔性界面的三向受力数值。
65.具体的，上位机将给定的加减速度值、速度值、位移量、位移方向等信息下发给xilinx soc的ps端(arm处理器)，ps端通过spi通信写入电机控制单元寄存器，电机控制单元解算后输出相应频率的脉冲信号，脉冲信号同步发送给电机驱动器控制电机运动和xilinx soc的pl端(fpga)进行计数，当计数达到预设值后产生中断信号，触发数据采集单
元采集当前三向力传感器输出的模拟信号。
66.本实施例中，控制器采用xilinux soc，其包括处理系统(ps)和可编程逻辑块(pl)，时钟产生器clock module产生固定的频率信号，存储器采用双倍速率同步动态随机存储器ddr，数据采集器包括顺次连接的放大器、滤波器和数模转换器。
67.xilinx soc是一个集成处理器(ps)和fpga(pl)的通用芯片，脉冲信号是根据xilinx soc的ps端(也就是arm处理器)给定加减速度值、速度值、位移量给电机控制单元(一般用spi通信写入寄存器)，电机控制单元收到这些数据，经过解算后产生相应变化频率的脉冲信号，脉冲信号同时发送给电机驱动器驱动电机运动和xilinx soc的pl端(也就是fpga)进行计数。因为电机的运动和这些脉冲几乎是同步的，由此来实现传感器位移速度和数据采集的同步。
68.此外，中央处理器可以按任何适当的方式实现，例如，中央处理器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：arc 625d、atmel at91sam、microchip pic18f26k20以及silicone labs c8051f320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
69.本实施例提供的设备的基本工作流程如下：
70.step1，设备初始化：x、y、z轴方向电机回零，各通用io输入输出读取校验，三向力传感器数据采集功能校验，并返回校验信息。
71.step2，测定空间坐标系下三向力传感器扫描柔性界面的基准平面：上位机下发设定阈值f
th
，一体化采集控制平台控制三维位移台沿z轴方向向下移动，并同步采集三向力传感器z方向的受力变化后输出的信号，当受力值达到f
th
，停止z方向移动，读取当前z方向坐标z
fth
，建立如图2所示的(x，y，z
fth
)的扫描基准平面。
72.step3，测量柔性界面的三维触觉参数信息：如图4所示，高精度三维位移台控制三向力传感器在(x，y，z
fth
)平面对柔性界面进行逐行扫描，同步检测传感器与柔性界面接触的x、y方向受到的摩擦力变化和z方向受力变化，以三方向受力变化数据作为三维触觉参数信息。
73.step4，在测量过程中，传感器位移与数据采集的同步控制：由于传感器逐行扫描柔性界面过程中的运动方式并非单一的匀速运动，存在加速、减速、匀速阶段，为确保逐行扫描过程中采集的数据与位移呈对应关系，一体化采集控制平台提供了一种硬触发方式，具有较高的实时性，实现了传感器数据采集和位移台的同步。
74.step5，三维触觉参数信息实时成像：对测量的柔性界面三维受力数据进行融合处理、计算后传输给上位机进行触觉成像实时显示。
75.具体步骤与实施例1相同。
76.实施例3
77.本实施例提供了一种计算机可读存储介质，包括供电子设备的一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如实施例1所述基于触觉感知的柔性界面检测方法的指令。
78.须注意的是，计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
79.本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
80.本发明中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
81.以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
82.另外，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

技术特征：
1.一种基于触觉感知的柔性界面检测方法，其特征在于，基于三维位移台和三向力传感器采集柔性界面的三维触觉参数，并对采集到的三维受力数据进行融合处理，经计算后实时输出触觉图像，所述方法包括如下步骤：步骤一，控制所述三维位移台沿z轴方向向下移动，实时获取所述三向力传感器的z向受力值，当受力值达到预设阈值后停止移动，建立传感器扫描柔性界面的基准平面；步骤二，基于硬触发方式实现所述三向力传感器的数据采集与所述三维位移台的同步；步骤三，控制三向力传感器在所述基准平面上进行逐行扫描，采集三向力传感器逐行扫描柔性界面过程中x、y和z方向的受力变化具体数值，获取传感器与柔性界面接触的三维触觉信息。2.根据权利要求1所述的一种基于触觉感知的柔性界面检测方法，其特征在于，基于硬触发方式实现所述三向力传感器的数据采集与三维位移台的同步具体为：基于移动控制信息产生相应频率的脉冲信号，利用所述脉冲信号控制电机驱动器驱动电机，并同步对脉冲信号进行计数，当计数达到预设阈值后产生硬触发信号，同步触发三向力传感器进行数据采集，并重新开始计数。3.根据权利要求2所述的一种基于触觉感知的柔性界面检测方法，其特征在于，所述的移动控制信息包括加减速度值、速度值、位移量和位移方向。4.根据权利要求2所述的一种基于触觉感知的柔性界面检测方法，其特征在于，基于柔性界面扫描需要的分辨率确定所述预设阈值。5.根据权利要求2所述的一种基于触觉感知的柔性界面检测方法，其特征在于，还包括：步骤四，完成对整个柔性界面的逐行扫描后，对三维受力数据进行融合处理以实现对柔性界面的高精度、高分辨和多维度扫描成像。6.根据权利要求5所述的一种基于触觉感知的柔性界面检测方法，其特征在于，利用三维数据对柔性界面进行触觉成像显示具体为：同步对所述的硬触发信号进行计数，以所述硬触发信号的阈值作为图像的列坐标，逐行扫描的换行计数作为图像的行坐标，三向力传感器采集的受力数据作为位深度，通过编码形成数字图像信号并输出。7.一种基于触觉感知的柔性界面检测设备，其特征在于，包括：三向力传感器，能够同时检测x、y、z方向的受力变化，并输出相应的电信号；三维位移台，用于控制三向力传感器沿x、y、z方向移动；一体化采集控制平台，用于实现对三维位移台的移动控制，建立传感器扫描柔性界面的基准平面、在所述基准平面上进行逐行扫描的时序控制，以及三向力传感器输出信号的采集、存储、处理和传输。8.根据权利要求7所述的一种基于触觉感知的柔性界面检测设备，其特征在于，所述的三维位移台包括步进电机、导轨和传动丝杆。9.根据权利要求7所述的一种基于触觉感知的柔性界面检测设备，其特征在于，所述的一体化采集控制平台包括中央处理器以及分别与所述中央处理器连接的存储单元、时钟产生单元、电机控制单元、电机驱动单元以及数据采集单元，所述电机驱动单元与步进电机连
接，所述数据采集单元与所述三向力传感器连接，在正式测量时，所述电机控制单元基于中央处理器下发的加减速度值、速度值、位移量和位移方向等移动控制信息，解析出相应频率的脉冲信号；脉冲信号发送给所述电机驱动单元控制步进电机运动；所述数据采集单元基于硬触发方式同步对三向力传感器输出信号进行采集；所述存储单元用于存储整个柔性界面的三向受力数值。10.根据权利要求9所述的一种基于触觉感知的柔性界面检测设备，其特征在于，所述的中央处理器基于xilinx zynq soc平台，包括可编程系统及可编程逻辑部分，所述可编程系统用于与上位机进行交互，以及对三维位移台的控制，所述可编程逻辑部分用于对所述脉冲信号进行计数并产生硬触发信号，对三向力传感器输出的受力数据进行并行采集、处理、存储及传输。

技术总结
本发明涉及一种基于触觉感知的柔性界面检测方法与设备，方法包括如下步骤：控制所述三维位移台沿Z轴方向向下移动，实时获取所述三向力传感器的Z向受力值，当受力值达到预设阈值后停止移动，建立传感器扫描柔性界面的基准平面；在所述基准平面上，基于硬触发方式实现三向力传感器数据采集与位移台的同步控制；基于所述数据采集方法对柔性界面进行逐行扫描，采集传感器与柔性界面接触X、Y和Z方向的受力变化数据作为三维触觉信息；对三维受力数据进行融合处理、计算，以实现对柔性界面的高精度、高分辨、多维度触觉扫描成像，最终实现基于触觉感知的柔性界面检测。与现有技术相比，本发明实现柔性界面的自动检测且采集检测精度大幅提高。大幅提高。大幅提高。


技术研发人员：邹敏 冀梦辉 毛方涛 杨文珍 徐舒畅
受保护的技术使用者：之江实验室
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/10/5