柔性触觉传感器阵列压力分布重建

柔性触觉阵列 把柔性材料上的按压转换为多个传感单元的电信号。

压力重建 从传感器输出反推出原始压力分布，相当于解一个反问题。

接触中心 CoP 压力加权平均位置，可用于判断手指或物体主要压在哪里。

噪声与串扰 噪声来自测量波动；串扰表示相邻单元会相互影响。

0 kPa

100 kPa

估计总力 0 Σ P̂ᵢ

接触中心 x 0.0 Center of Pressure

接触中心 y 0.0 Center of Pressure

重建误差 0 相对 RMSE

概念速查

真实压力 P理想情况下物体施加在柔性表面的压力。

传感响应 S传感单元实际读到的信号，包含串扰和噪声。

重建压力 P̂根据传感响应反推出的压力估计值。

CoPCenter of Pressure，压力分布的加权中心。

压力场

P(x,y)=F exp(-((x-x0)^2+(y-y0)^2)/(2σ^2))

传感响应

S = A P + ε, A 表示柔性基底中的空间串扰

正则化反演

P̂ = argmin ||A P-S||^2 + λ||P||^2

接触中心估计

xc=ΣP̂i xi/ΣP̂i, yc=ΣP̂i yi/ΣP̂i

白色圆点是真实接触位置，黑色十字是由重建压力估计出的接触中心。
串扰越强，传感响应越平滑；噪声越大，重建误差通常越高。

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