近些年来随着机器人技术的发展,它的用途已经发展到各行各业,如何使机器人具备类似人类的智能行为已成为一大研究热点。目前,许多研究人员正试图将触觉传感器应用于智能机器人系统,这些触觉传感器能够检测物体的振动、纹理、温度及与物体的接触力。与此同时,对特种机器人的需求也引起了人们的注意,如消防救援机器人、地震救灾机器人、医用微创机器人等,这对机器人所配置的传感器在特殊条件下的适用性、可靠性、容错性提出了更新、更高的要求,因此将触觉传感技术应用于机器人领域对于人机协作有着重要的意义。光纤传感技术具有抗电磁干扰、耐腐蚀、质量轻、体积小、灵敏度高等优点,广泛应用于航空航天、石油化工、电力电子、土木工程、生物医药等领域,在替代传统电子传感器方面具有巨大的潜力,因此近些年来关于光纤传感的研究发展迅速,其中又以光纤光栅传感技术最为受到广大学者关注。本文旨在研究基于FBG方法的可用于机器人对物体形状感知的准分布式形状传感技术。首先分析了国内外光纤形状传感方法及研究现状;研究了光纤光栅的传感原理及常用的解调技术;结合机器人对外界物体形状感知的需求,提出了两种不同结构的准分布式FBG形状感知方法:FBG植入传感器,旨在探索其可行性;在此基础上又提出了一种4?4晶须阵列形状传感器,以完善FBG植入型传感器所存在的不足。然后基于光纤光栅曲率测量原理和传感器的不同构造,提出了适用于这两种形状传感器的曲线曲面重构算法;通过搭建实验平台,利用3D打印等技术制作传感器原型,并对两种不同结构的形状传感器进行了实验分析,实验表明FBG植入型传感器的平均灵敏度为65.822pm/m-1,空间分辨率为3cm,测量误差在2.9%左右。FBG晶须阵列传感器的空间分辨率为1cm,平均灵敏度为115.45pm/m-1,传感点的平均测量误差为1.2%左右,通过调整测量算法理论上满足任何空间分辨率的需求;验证了两种传感器的可行性及稳定性,为执行机器人触手形状感知提供了参考。最后,总结分析研究成果及存在的不足,提出了需要改进的地方,并对后续的研究进行了展望。