一种具有精确全向力感知的软体拇指大小视觉触觉传感器
机器人学
2021-11-12 v1 计算机视觉与模式识别
机器学习
系统与控制
系统与控制
摘要
基于视觉的触觉传感器因廉价的高分辨率相机和成功的计算机视觉技术而成为机器人触觉的一种有前景的方法。然而，它们的物理设计及其提供的信息尚不能满足实际应用的需求。我们提出了一种鲁棒、柔软、低成本、基于视觉的拇指大小 3D 触觉传感器 Insight：它持续提供其整个锥形传感表面上的方向性力分布图。该传感器围绕一台内部单目相机构建，仅在刚性框架上包覆单层弹性体，以保证灵敏度、鲁棒性和柔软接触。此外，Insight 是首个结合使用准直器的光度立体和结构光来检测其易更换柔性外壳 3D 形变的系统。力信息由一个深度神经网络推断，该网络将图像映射到 3D 接触力（法向与切向）的空间分布。Insight 在 0.03--2 N 范围内对具有不同接触面积的多种离散接触具有 0.4 mm 的整体空间分辨率、约 0.03 N 的力大小精度和约 5 度的力方向精度。所提出的硬件与软件设计概念可迁移至多种机器人部件。
引用
@article{arxiv.2111.05934,
title = {A soft thumb-sized vision-based sensor with accurate all-round force perception},
author = {Huanbo Sun and Katherine J. Kuchenbecker and Georg Martius},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.05934},
year = {2021}
}
备注
1 table, 5 figures, 24 pages for the main manuscript. 5 tables, 12 figures, 27 pages for the supplementary material. 8 supplementary videos