基于触须的主动触觉感知用于轮廓重建
机器人学
2025-08-01 v1
摘要
目前，使用受触须启发的触觉传感器进行感知面临一个重大挑战：机器人缺乏基于来自触须的直接接触信息进行主动控制的能力。为了准确重建物体轮廓，触须传感器持续跟随并在表面保持适当的相对接触姿态至关重要。这对于基于尖端接触的定位尤为重要，因为其对尖锐表面的容忍度低，且必须避免滑入切向接触。在本文中，我们首先构建了一种磁传导触须传感器，其具有由三个柔性螺旋臂组成的紧凑且坚固的悬挂系统。我们开发了一种方法，利用表征的触须偏转轮廓通过梯度下降直接提取尖端接触位置，并应用贝叶斯滤波器以减少波动。然后，我们提出了一种主动运动控制策略，以维持触须传感器相对于物体表面的最佳相对姿态。采用 B 样条曲线来预测局部表面曲率并确定传感器方向。结果表明，我们的算法能够有效跟踪物体并以亚毫米级精度重建轮廓。最后，我们在仿真和真实世界实验中验证了该方法，实验中机械臂驱动触须传感器跟随三个不同物体的表面。
引用
@article{arxiv.2507.23305,
title = {Whisker-based Active Tactile Perception for Contour Reconstruction},
author = {Yixuan Dang and Qinyang Xu and Yu Zhang and Xiangtong Yao and Liding Zhang and Zhenshan Bing and Florian Roehrbein and Alois Knoll},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.23305},
year = {2025}
}