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基于多层LSTM的三点触觉融合光纤传感系统 

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申请/专利权人:天津大学

摘要:本发明涉及一种基于多层LSTM的三点触觉融合光纤传感系统,包括下列步骤:采集触觉数据;构建触觉数据集,将获得的静态应力信息和动态振动信息进行拼接、对齐、归一化处理,构成三点触觉时间序列数据集,以便输入网络模型进行识别;建立并训练触觉信息识别网络模型:将处理好的三点触觉时间序列数据集中的数据输入至多层LSTM网络模型中进行融合处理,将每一点的静态应力和动态振动分别视为一种模态,在模态内和模态间进行特征提取,同时把握各个模态以及模态间的相互对应时序特性,对单点的应力和振动两种信息进行特征提取和融合;所有触觉信息融合完毕后,输入至门控记忆网络和网络输出层,以此来获得网络模型的最终输出结果。

主权项:1.一种基于多层LSTM的三点触觉融合光纤传感系统,包括下列步骤:第一步,采集触觉数据设计触觉传感模型,搭建基于光纤光栅的触觉信息传感光路,实现物体表面的同步三点传感;将采集到的触觉信号传至上位机;利用机械臂驱动触觉传感模型进行触觉数据采集;第二步,构建触觉数据集待测物体选择具有不同表面情况的硅胶块,其表面触觉信息包括软硬度和粗糙度;对第一步中采集到的多触点触觉数据进行解调处理,同时获取静态应力信息和动态振动信息,软硬度体现于静态应力信息,粗糙度体现于动态振动信息;将获得的静态应力信息和动态振动信息进行拼接、对齐、归一化处理,构成三点触觉时间序列数据集,以便输入网络模型进行识别;第三步,建立并训练触觉信息识别网络模型将处理好的三点触觉时间序列数据集中的数据输入至多层LSTM网络模型中进行融合处理:将每一点的静态应力和动态振动分别视为一种模态,在模态内和模态间进行特征提取,同时把握各个模态以及模态间的相互对应时序特性,对单点的应力和振动两种信息进行特征提取和融合;将三点各自的应力、振动融合信息再度进行通道间融合,其中每一层融合网络均使用LSTM网络;所有触觉信息融合完毕后,输入至门控记忆网络和网络输出层,以此来获得网络模型的最终输出结果。

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权利要求:

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