Taxim: 一种基于示例的GelSight触觉传感器仿真模型
机器人学
2021-12-15 v2
摘要
仿真在机器人技术中被广泛用于系统验证和大规模数据收集。然而，模拟包括触觉传感器在内的传感器一直是一个长期挑战。在本文中，我们提出了Taxim，一个针对基于视觉的触觉传感器GelSight的真实且高速的仿真模型。GelSight传感器使用一块软弹性体作为接触介质，并嵌入光学结构来捕捉弹性体的形变，从而推断接触表面施加的几何形状和力。我们提出了一种基于示例的方法来仿真GelSight：我们使用多项式查找表来仿真对形变的光学响应。该表将形变后的几何形状映射到嵌入式相机采样的像素强度。为了仿真由弹性体表面拉伸引起的表面标记点运动，我们应用了线性弹性形变理论和叠加原理。该仿真模型使用来自真实传感器的少于100个数据点进行校准。这种基于示例的方法使模型能够轻松迁移到其他GelSight传感器或其变体。据我们所知，我们的仿真框架是第一个将源自弹性体形变的标记点运动场仿真与光学仿真相结合，从而创建一个全面且计算高效的触觉仿真框架。实验表明，与先前工作相比，我们的光学仿真具有最低的像素级强度误差，并且可以在CPU计算下在线运行。我们的代码和补充材料已在https://github.com/CMURoboTouch/Taxim开源。
引用
@article{arxiv.2109.04027,
title = {Taxim: An Example-based Simulation Model for GelSight Tactile Sensors},
author = {Zilin Si and Wenzhen Yuan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.04027},
year = {2021}
}