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PROD:通过弹性静力学等距函数的脉贴重建可变形物体

机器人学 2025-08-19 v1 计算机视觉与模式识别

摘要

我们引入PROD(Palpative Reconstruction of Deformables),一种用于重建可变形物体形状和机械属性的新方法,采用弹性静力学等距函数(SDF)。不同于依赖纯几何或视觉数据的传统方法,PROD集成了通过力控制表面探测测量的触觉交互,以估计软材料的静态和动态响应。我们将物体变形建模为弹性静力学过程,推导了基于稀疏姿态和力 measurements 的SDF估计的泊松方程。通过引入稳态弹性动力学假设,展示了从变形观测中可恢复未变形的SDF,并具有可证明的收敛性。我们的方法还支持通过分析不同力输入下的位移响应来估计材料刚度。我们展示了PROD在处理姿态误差、非正压力施加和曲率误差方面的鲁棒性,这些能力使PROD成为从机器人操控到医学成像和触觉反馈系统的可变形物体重建的强大工具。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.12554,
  title  = {PROD: Palpative Reconstruction of Deformable Objects through Elastostatic Signed Distance Functions},
  author = {Hamza El-Kebir},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.12554},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted for presentation at the 2025 IEEE Conference on Decision and Control (CDC)