Tactile sensing is important for robots to perceive the world as it captures the texture and hardness of the object in contact and is robust to illumination and colour variances. However, due to the limited sensing area and the resistance of the fixed surface, current tactile sensors have to tap the tactile sensor on target object many times when assessing a large surface, i.e., pressing, lifting up and shifting to another region. This process is ineffective and time consuming. It is also undesirable to drag such sensors as this often damages the sensitive membrane of the sensor or the object. To address these problems, we propose a cylindrical optical tactile sensor named TouchRoller that can roll around its center axis. It maintains being in contact with the assessed surface throughout the entire motion, which allows for measuring the object continuously and effectively. Extensive experiments show that the TouchRoller sensor can cover a textured surface of 8cm*11cm in a short time of 10s, much more effectively than a flat optical tactile sensor (in 196s). The reconstructed map of the texture from the collected tactile images has a high Structural Similarity Index (SSIM) of 0.31 on average, when compared with the visual texture. In addition, the contacts on the sensor can be localised with a low localisation error, 2.63mm in the center regions and 7.66mm on average. The proposed sensor will enable the fast assessment of large surfaces with high-resolution tactile sensing, and also the effective collection of tactile images.


翻译:触摸感应器对于机器人在捕捉接触对象的纹理和硬度时对世界进行感知十分重要,因为它能捕捉到与之接触的物体的纹理和硬度,并且能耐受光化和颜色差异的影响。然而,由于感测范围有限,而且固定表面的抗力强,目前的触摸感应器在评估一个大表面时,必须多次对目标物体上的触摸感应器进行触摸,即按压、提升和移动到另一个区域。这一过程是无效和耗时的。拖动感应器往往会损害感应器或对象的敏感膜和硬度。为了解决这些问题,我们建议使用称为触摸器的高光感应感应感应器传感器,这个感应器在整个运动中与经评估的表面进行接触,以便连续和有效地测量物体。这个过程是无效的。这个触摸器传感器可以在短短的10秒内覆盖一个纹度表面,比平面光学大型感应传感器(在196年)要有效得多。

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