一种仿生鼻子传感器用于黑暗和浑浊环境下的水下流动感知
信号处理
2025-12-01 v1
摘要
水下流动感知对于无人水下车辆（UUV）和环境监测至关重要，但现有传感器常面临响应迟缓、检测阈值高、方向辨识有限、包装复杂以及在浑浊环境中长期稳定性差的问题，尤其是在导航和目标感知方面。基于传统应变计的先前解决方案检测精度有限，或基于掺杂硅传感器的方案检测高度有限，仍面临可扩展性、在恶劣水下环境下的鲁棒性以及校准复杂性等挑战。本工作提出了仿生鼻子传感器，通过在柔性 PDMS 基座上嵌入高灵敏度应变计，模拟海狮鼻子，提供高灵敏度和简化包装。该装置表现出线性力-电阻响应，检测限为 0.27 mN，经 10,000 次加载循环后保持稳定，漂移偏差不足 2%。它还在水下偶极测试中实现频率匹配，显示出清晰的纵向和横向空间响应模式。这些结果表明，该装置为 UUV 平台上的水下流动感知提供了一条稳健且可扩展的路径，适用于实际部署。
引用
@article{arxiv.2511.22353,
title = {A Bio-Inspired Whisker Sensor toward Underwater Flow Sensing in Darkness and Turbidity},
author = {Zheyi Hang and Denghan Xiong and Pengo Xie and Huan Hu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.22353},
year = {2025}
}
备注
5 pages, 10 figures, submitted to arXiv