The importance of force perception in interacting with the environment was proven years ago. However, it is still a challenge to measure the contact force distribution accurately in real-time. In order to break through this predicament, we propose a new vision-based tactile sensor, the Tac3D sensor, for measuring the three-dimensional contact surface shape and contact force distribution. In this work, virtual binocular vision is first applied to the tactile sensor, which allows the Tac3D sensor to measure the three-dimensional tactile information in a simple and efficient way and has the advantages of simple structure, low computational costs, and inexpensive. Then, we used contact surface shape and force distribution to estimate the friction coefficient distribution in contact region. Further, combined with the global position of the tactile sensor, the 3D model of the object with friction coefficient distribution is reconstructed. These reconstruction experiments not only demonstrate the excellent performance of the Tac3D sensor but also imply the possibility to optimize the action planning in grasping based on the friction coefficient distribution of the object.


翻译:多年前就证明了在与环境互动中力感知的重要性。 然而, 准确实时测量接触力分布仍然是一个挑战。 为了打破这一困境, 我们提出了一个新的基于视觉的触动传感器, 即Tac3D传感器, 用于测量三维接触表层形状和接触力分布。 在这项工作中, 虚拟双筒望远镜视觉首先应用到触动感应器上, 该感应器能够以简单、高效的方式测量三维触觉信息, 并且具有简单结构、 低计算成本和低廉的优势。 然后, 我们利用接触表面形状和武力分布来估计接触区域的摩擦系数分布。 此外, 结合感应器的全球位置, 3D 对象的3D 模型与摩擦系数分布进行了重建。 这些重建实验不仅展示了Tac3D传感器的出色性能, 也意味着有可能根据物体摩擦系数分布优化行动规划。

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