足地接触力检测技术

误差低至8%

融合多传感器与智能建模，在柔性轮胎接地交互下实现高精度三维接触力估计。

Huang, Chao · Meng, Hong · Wang, Yaodong · 柴汇 · 胡卓 · Zheng, Xiao · 郭敏

Sensors 2025

参数信息

归一化均方根误差

8.04 %

技术优势

误差低至8%

GPR和ANN模型在动态步态下预测三维接触力时，NRMSE最低为8.04%，满足复杂环境下的高精度感知需求。

泛化能力强

模型对未见过的新输入表现出可靠的重复性和泛化能力，减少了对特定工况重新标定的需求。

适应柔性轮胎

所提出的技术针对柔性轮胎-地面交互设计，克服了传统刚体假设在接触位置和力估计上的局限。

应用场景

• 人形机器人足部感知：在足底集成PVDF传感阵列，实时获取三维接触力以支撑稳定行走控制。
• 四足机器人地形适应：感知足地接触力变化，辅助四足机器人在复杂地形中调整步态。
• 可穿戴步态分析：将传感阵列嵌入鞋底，测量行走时的地面反作用力。
• 智能轮胎压力监测：监测轮胎-地面接触力分布，间接反映胎压异常和负载变化。