1.本技术涉及传感器技术领域，尤其涉及一种触觉传感器控制方法、装置及计算机可读存储介质。
背景技术：
2.随着机器人的普及，传感器作为机器人行动时的眼睛，其得到了较为广泛的应用，而触觉传感器作为一种通过接触从而获取信息的传感器，其不仅可以感知触摸物体的材质、纹理、形貌(即物体的三维信息)，还能感知触摸过程中触摸物体施加的压力、温度和湿度等信息。目前，在触觉传感器设计加工成型后，传感器量程即被设定，而在实际应用中机器人的物体抓取场景有所不同，触觉传感器出厂时所设定的量程通常并不能很好的适用于所有应用场景，导致传感器适用场景较为局限，并且盲目使用触觉传感器感知超出其量程的物体时，可能还会导致其内部器件损坏。
技术实现要素：
3.本技术实施例提供了一种触觉传感器控制方法、装置及计算机可读存储介质，至少能够解决相关技术中触觉传感器的量程固定所导致的传感器适用场景较为局限以及传感器的硬件安全性不能得到保障的问题。
4.本技术实施例第一方面提供了一种触觉传感器控制方法，应用于包括弹性壳体、光学感知组件以及气压控制组件的触觉传感器，所述光学感知组件设置于所述弹性壳体所形成的气体介质环境内，所述触觉传感器控制方法包括：
5.获取所述弹性壳体的实时形变特征信息；其中，所述形变特征信息包括以下至少一种：形变程度、形变速度；
6.将所述实时形变特征信息与预设特征阈值进行比较；
7.在所述实时形变特征信息超过所述特征阈值时，控制所述气压控制组件对所述弹性壳体内部进行充气处理。
8.本技术实施例第二方面提供了一种触觉传感器控制装置，应用于包括弹性壳体、光学感知组件以及气压控制组件的触觉传感器，所述光学感知组件设置于所述弹性壳体所形成的气体介质环境内，所述触觉传感器控制装置包括：
9.获取模块，用于获取所述弹性壳体的实时形变特征信息；其中，所述形变特征信息包括以下至少一种：形变程度、形变速度；
10.比较模块，用于将所述实时形变特征信息与预设特征阈值进行比较；
11.控制模块，用于在所述实时形变特征信息超过所述特征阈值时，控制所述气压控制组件对所述弹性壳体内部进行充气处理。
12.本技术实施例第三方面提供了一种电子装置，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现上述本技术实施例第一方面提供的触觉传感器控制方法中的各步骤。
13.本技术实施例第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现上述本技术实施例第一方面提供的触觉传感器控制方法中的各步骤。
14.由上可见，根据本技术方案所提供的触觉传感器控制方法、装置及计算机可读存储介质，获取触觉传感器的弹性壳体的实时形变特征信息；将实时形变特征信息与预设特征阈值进行比较；在实时形变特征信息超过特征阈值时，控制气压控制组件对弹性壳体内部进行充气处理。通过本技术方案的实施，基于触觉传感器的弹性壳体的形变特征来感知传感器量程是否适用，并在传感器量程不适用于当前应用场景时，对弹性壳体内部的气体介质环境进行加压，从而实现了传感器量程的动态调整，保证了传感器的测量准确性以及硬件安全性。
附图说明
15.图1为本技术第一实施例提供的触觉传感器的结构示意图；
16.图2为本技术第一实施例提供的触觉传感器控制方法的流程示意图；
17.图3为本技术第二实施例提供的触觉传感器控制装置的程序模块示意图；
18.图4为本技术第三实施例提供的电子装置的结构示意图。
具体实施方式
19.为使得本技术的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而非全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
20.为了解决相关技术中触觉传感器的量程固定所导致的传感器适用场景较为局限以及传感器的硬件安全性不能得到保障的问题，本技术第一实施例提供了一种触觉传感器控制方法，应用于包括弹性壳体、光学感知组件以及气压控制组件的触觉传感器，光学感知组件设置于弹性壳体所形成的气体介质环境内。
21.如图1所示为本实施例提供的触觉传感器的结构示意图，图1中101表示弹性壳体，102表示光学感知组件，103表示气压控制组件，104表示基板。应当说明的是，在实际应用中，弹性壳体的形状包括但不限于半球形，弹性壳体的材料仅需是具有可形变性且具有自动复原能力的柔性材料即可，包括但不限于硅胶、橡胶等，另外，弹性壳体的透明度可视光学感知组件的类型而定；光学感知组件的类型可以包括cmos、ccd、led、vcsel等；弹性壳体和光学感知组件均设置于基板之上，弹性壳体至少部分与基板围合形成形变腔室，该腔室内部充有气体介质，气体介质可以是惰性气体、空气或其他色散较小的填充颗粒；气压控制组件与弹性壳体内部连通，用于对弹性壳体内部进行充气或抽气处理。
22.如图2为本实施例提供的触觉传感器控制方法的流程示意图，该触觉传感器控制方法包括以下的步骤：
23.步骤201、获取弹性壳体的实时形变特征信息。
24.具体的，在本实施例中，在触觉传感器接触物体时，随着物体靠近弹性壳体，弹性壳体受力产生形变，形变特征信息包括以下至少一种：形变程度、形变速度，其中，形变程度
用于表征弹性壳体向内凹陷的深度，形变速度用于表征弹性壳体形变的快慢。
25.在本实施例一些实施方式中，上述获取弹性壳体的实时形变特征信息的步骤，包括：通过光学感知组件采集弹性壳体上多个标记点的图像信息；根据图像信息确定多个标记点的空间坐标参数；基于空间坐标参数确定弹性壳体的形变特征信息。
26.具体的，本实施例的弹性壳体上设置有多个标记点，多个标记点组成结构光图案，在触觉传感器抓取物体时，触觉传感器的弹性壳体与物体发生接触，使得弹性壳体发生形变，从而设置在弹性壳体上的结构光图案产生相应变形。本实施例通过光学感知组件采集结构光图案所发生的变形过程以及含有变形后结构光图案的图像信息，然后进一步来生成相应空间坐标参数，最后基于空间坐标参数即可对弹性壳体的形变特征进行评估。
27.应当说明的是，在本实施例另一些实施方式中，还可以通过光学感知组件向弹性壳体发出发射光，并接收相应反射光；然后计算发射光与反射光的时间差；再基于该时间差计算相应距离信息；最后参考该距离信息计算弹性壳体的形变特征信息。
28.步骤202、将实时形变特征信息与预设特征阈值进行比较。
29.具体的，本实施例的特征阈值关联于触觉传感器默认传感器量程相应的临界形变特征，在本实施例中，通过将当前形变特征与临界形变特征进行比较，以判断触觉传感器当前接触行为是否在传感器量程允许范围内。
30.在本实施例一些实施方式中，上述将实时形变特征信息与预设特征阈值进行比较的步骤之前，还包括：获取弹性壳体处于初始状态时，光学感知组件的出光面与弹性壳体接触面的相对距离；基于相对距离设定特征阈值。
31.具体的，在实际应用中，触觉传感器的硬件配置(例如光学感知组件的厚度、弹性壳体的高度)有所不同，那么对应的传感器量程则有所不同，由此，本实施例根据光学感知组件的上表面与弹性壳体的相对面之间的距离来获取触觉传感器的实际量程，由此来适应性设定该量程所允许的临界形变特征，从而保证进行形变特征比较的特征阈值的适用性。
32.步骤203、在实时形变特征信息超过特征阈值时，控制气压控制组件对弹性壳体内部进行充气处理。
33.具体的，本实施例在触觉传感器产生接触行为时，若弹性壳体的形变特征超过形变特征阈值，说明超出了传感器的检测量程，此时会导致光学感知组件受到所抓取的物体的撞击，使得传感器的硬件安全无法得到保障，基于此，本实施例在超出传感器量程的检测场景下，对传感器量程进行动态调整，及时控制传感器所配置的气压控制组件对传感器内部的气体介质环境进行加压，以抵抗外部物体所施加的力，保证光学感知组件与弹性壳体处于安全距离。区别于相关技术中所提供的触觉传感器没有反馈环路而仅仅是执行“检测-输出”策略，本实施例的触觉传感器可以执行“检测-输出-反馈”的闭环感知策略，实现自适应宽量程高精度的光学触觉感知。
34.在本实施例一些实施方式中，上述控制气压控制组件对弹性壳体内部进行充气处理的步骤，包括：基于实时形变特征信息确定相应的气压补偿参数；参考气压补偿参数，控制气压控制组件对弹性壳体内部进行充气处理。
35.具体的，在实际应用中，当对气体介质环境进行充气处理时，可以参考实际的形变特征来适应性确定气压补偿参数，然后根据该气压补偿参数来进行充气处理，可以保证充气后的触觉传感器处于最优工作状态，避免加压不够所导致的传感器量程未明显提高，以
及避免加压过度所导致的传感器灵敏度显著降低。
36.进一步地，在本实施例一些实施方式中，上述基于实时形变特征信息确定相应的气压补偿参数的步骤，包括：获取历史气压映射表；其中，历史气压映射表包括历史形变特征信息与光学感知器件的有效工作气压之间的映射关系；根据实时形变特征信息查询历史气压映射表，得到对应的有效工作气压；基于有效工作气压以及当前工作气压，确定相应的气压补偿参数。
37.具体的，在实际应用中，当每次经过传感器量程调整之后，可以对量程调整行为进行记录，也即建立充气处理前的形变特征信息与充气处理后的有效工作气压的对应关系，该对应关系可供后续进行参考，从而在触觉传感器连续接触物体的过程中，若在后接触物体过程中所产生的形变特征与此前某一次相同，则说明当前具有与此前相同的量程调整需求，则可直接参考此前的有效工作气压来进行本次气压调整，由此可保证本次充气处理的准确性，避免盲目充气处理所导致的传感器内部气体介质环境过压或欠压。
38.在本实施例一些实施方式中，上述控制气压控制组件对弹性壳体内部进行充气处理的步骤之后，还包括：当触觉传感器完成本次接触操作时，基于弹性壳体内部气压获取触觉传感器的灵敏度信息；将灵敏度信息与预设灵敏度阈值进行比较；在灵敏度信息低于灵敏度阈值时，控制气压控制组件对弹性壳体内部进行抽气处理，以降低弹性壳体内部气压。
39.具体的，在本实施例中，考虑到传感器量程增加之后可能会导致传感器检测时的灵敏度降低而不符合后续实际使用需求，由此，本实施例在动态调整量程并完成本次接触物体时的测量任务之后，由于后续所接触的物体可能会发生改变，那么后续测量任务可能并不要求较高的传感器量程，那么本实施例可以基于弹性壳体内部此时的气压来获取传感器灵敏度，若加压后的传感器灵敏度低于预设阈值，则由气压控制组件对气体介质环境进行抽气而适量降低弹性壳体内部气压，优先保证传感器在后续工作过程中的灵敏度。
40.在本实施例另一些实施方式中，上述控制气压控制组件对弹性壳体内部进行充气处理的步骤之后，基于形变特征信息确定相应的物体特征信息；基于物体特征信息判断弹性壳体当前所接触的物体是否为目标抓取物体；在弹性壳体当前所接触的物体为目标抓取物体时，控制气压控制组件对弹性壳体内部进行抽气处理，以使弹性壳体内部形成负压。
41.具体的，传统的触觉传感器无法解决传感和动作执行的连续性问题，也即需要其它动作输出执行机构负责动作执行，这会造成系统集成度不高，多个部件装配困难、空间体积较大。基于此，本实施例在集成有触觉传感器的机械手执行抓取作业时，通过触觉传感器的触觉感知功能识别到目标抓取物体之后，通过气压控制组件来对弹性壳体内部进行抽气，直至弹性壳体内部形成负压，那么弹性壳体外部则对目标抓取物体形成吸附力，可以在接触传感之后连贯的执行抓取操作，实现了传感-抓取一体化，系统集成度较高，执行抓取作业的效率也较高。
42.应当说明的是，在实际接触传感场景下，当进行物体识别时，以真假橘子识别为例，假的模型橘子具有刚性表面，而真橘子则具有柔性表面，当弹性壳体接触这两种物体时，所发生的形变有所不同，进而导致弹性壳体上所设置的结构光图案的改变也相应不同，通过识别结构光图案的改变可以获取到物体表面软硬度的触觉信息，以对所接触的物体是真橘子还是假橘子进行区分，即可实现所接触的物体是否为目标抓取物体的判定。
43.基于上述本技术实施例的技术方案，获取触觉传感器的弹性壳体的实时形变特征
信息；将实时形变特征信息与预设特征阈值进行比较；在实时形变特征信息超过特征阈值时，控制气压控制组件对弹性壳体内部进行充气处理。通过本技术方案的实施，基于触觉传感器的弹性壳体的形变特征来感知传感器量程是否适用，并在传感器量程不适用于当前应用场景时，对弹性壳体内部的气体介质环境进行加压，从而实现了传感器量程的动态调整，保证了传感器的测量准确性以及硬件安全性。
44.图3为本技术第二实施例提供的一种触觉传感器控制装置。该触觉传感器控制装置应用于包括弹性壳体、光学感知组件以及气压控制组件的触觉传感器，光学感知组件设置于弹性壳体所形成的气体介质环境内。如图3所示，该触觉传感器控制装置主要包括：
45.获取模块301，用于获取弹性壳体的实时形变特征信息；其中，形变特征信息包括以下至少一种：形变程度、形变速度；
46.比较模块302，用于将实时形变特征信息与预设特征阈值进行比较；
47.控制模块303，用于在实时形变特征信息超过特征阈值时，控制气压控制组件对弹性壳体内部进行充气处理。
48.在本实施例的一些实施方式中，获取模块具体用于：通过光学感知组件采集弹性壳体上多个标记点的图像信息；根据图像信息确定多个标记点的空间坐标参数；基于空间坐标参数确定弹性壳体的形变特征信息。
49.在本实施例的一些实施方式中，该触觉传感器控制装置还包括：设定模块，用于获取弹性壳体处于初始状态时，光学感知组件的出光面与弹性壳体接触面的相对距离；基于相对距离设定特征阈值。
50.在本实施例的一些实施方式中，控制模块具体用于：基于实时形变特征信息确定相应的气压补偿参数；参考气压补偿参数，控制气压控制组件对弹性壳体内部进行充气处理。
51.进一步地，在本实施例的一些实施方式中，迁移模块在执行上述基于实时形变特征信息确定相应的气压补偿参数的功能时，具体用于：获取历史气压映射表；其中，历史气压映射表包括历史形变特征信息与光学感知器件的有效工作气压之间的映射关系；根据实时形变特征信息查询历史气压映射表，得到对应的有效工作气压；基于有效工作气压以及当前工作气压，确定相应的气压补偿参数。
52.在本实施例的一些实施方式中，上述获取模块还用于：在控制气压控制组件对弹性壳体内部进行充气处理之后，当触觉传感器完成本次接触操作时，基于弹性壳体内部气压获取触觉传感器的灵敏度信息；上述比较模块还用于：将灵敏度信息与预设灵敏度阈值进行比较；上述控制模块还用于：在灵敏度信息低于灵敏度阈值时，控制气压控制组件对弹性壳体内部进行抽气处理，以降低弹性壳体内部气压。
53.在本实施例的一些实施方式中，该触觉传感器控制装置还包括：判断模块，用于在控制气压控制组件对弹性壳体内部进行充气处理之后，基于形变特征信息确定相应的物体特征信息；基于物体特征信息判断弹性壳体当前所接触的物体是否为目标抓取物体。相应的，上述控制模块还用于：在弹性壳体当前所接触的物体为目标抓取物体时，控制气压控制组件对弹性壳体内部进行抽气处理，以使弹性壳体内部形成负压。
54.应当说明的是，第一实施例中的触觉传感器控制方法均可基于本实施例提供的触觉传感器控制装置实现，所属领域的普通技术人员可以清楚的了解到，为描述的方便和简
洁，本实施例中所描述的触觉传感器控制装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
55.根据本实施例所提供的触觉传感器控制装置，获取触觉传感器的弹性壳体的实时形变特征信息；将实时形变特征信息与预设特征阈值进行比较；在实时形变特征信息超过特征阈值时，控制气压控制组件对弹性壳体内部进行充气处理。通过本技术方案的实施，基于触觉传感器的弹性壳体的形变特征来感知传感器量程是否适用，并在传感器量程不适用于当前应用场景时，对弹性壳体内部的气体介质环境进行加压，从而实现了传感器量程的动态调整，保证了传感器的测量准确性以及硬件安全性。
56.请参阅图4，图4为本技术第三实施例提供的一种电子装置。该电子装置可用于实现前述实施例中的触觉传感器控制方法。如图4所示，该电子装置主要包括：
57.存储器401、处理器402、总线403及存储在存储器401上并可在处理器402上运行的计算机程序，存储器401和处理器402通过总线403连接。处理器402执行该计算机程序时，实现前述实施例中的触觉传感器控制方法。其中，处理器的数量可以是一个或多个。
58.存储器401可以是高速随机存取记忆体(ram，random access memory)存储器，也可为非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器401用于存储可执行程序代码，处理器402与存储器401耦合。
59.进一步的，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是设置于上述各实施例中的电子装置中，该计算机可读存储介质可以是前述图4所示实施例中的存储器。
60.该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述实施例中的触觉传感器控制方法。进一步的，该计算机可存储介质还可以是u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
61.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
62.作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
63.另外，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
64.集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个可读存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例方法的全部或
部分步骤。而前述的可读存储介质包括：u盘、移动硬盘、rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
65.需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本技术并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本技术，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本技术所必须的。
66.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
67.以上为对本技术所提供的触觉传感器控制方法、装置及计算机可读存储介质的描述，对于本领域的技术人员，依据本技术实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。