Inspired by humans' ability to perceive the surface texture of unfamiliar objects without relying on vision, the sense of touch can play a crucial role in robots exploring the environment, particularly in scenes where vision is difficult to apply, or occlusion is inevitable. Existing tactile surface reconstruction methods rely on external sensors or have strong prior assumptions, making the operation complex and limiting their application scenarios. This paper presents a framework for low-drift surface reconstruction through multiple tactile measurements, Tac2Structure. Compared with existing algorithms, the proposed method uses only a new vision-based tactile sensor without relying on external devices. Aiming at the difficulty that reconstruction accuracy is easily affected by the pressure at contact, we propose a correction algorithm to adapt it. The proposed method also reduces the accumulative errors that occur easily during global object surface reconstruction. Multi-frame tactile measurements can accurately reconstruct object surfaces by jointly using the point cloud registration algorithm, loop-closure detection algorithm based on deep learning, and pose graph optimization algorithm. Experiments verify that Tac2Structure can achieve millimeter-level accuracy in reconstructing the surface of objects, providing accurate tactile information for the robot to perceive the surrounding environment.


翻译:受人类感知不熟悉的物体表面质地的能力的启发,不依赖视觉,触摸感在探索环境的机器人中可以发挥关键作用,特别是在难以应用视觉的场景中,或隐蔽是不可避免的。现有的触动地表重建方法依靠外部传感器,或具有很强的先前假设,使操作复杂并限制其应用情景。本文件提供了一个低浮地表重建框架,通过多种触觉测量,塔克2结构。与现有的算法相比,拟议方法只使用一个新的基于视觉的触动传感器,而不依靠外部装置。我们针对重建准确性很容易受到接触时的压力影响的困难,提出调整方法。拟议方法还减少了在全球物体表面重建期间容易发生的累积错误。多框架触动测量能够通过使用点云登记算法、基于深度学习的循环测算法来准确重建物体表面,并提出图形优化算法。实验了塔克结构可以提供精确的地面物体的精确度,以重建周围的机器人水平。

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