論文の概要: Towards Design and Development of an ArUco Markers-Based Quantitative
Surface Tactile Sensor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.08398v1
- Date: Thu, 12 Oct 2023 15:09:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-15 10:50:33.645528
- Title: Towards Design and Development of an ArUco Markers-Based Quantitative
Surface Tactile Sensor
- Title（参考訳）: ArUcoマーカーを用いた定量的表面触覚センサの設計と開発に向けて
- Authors: Ozdemir Can Kara, Charles Everson, and Farshid Alambeigi
- Abstract要約: 我々は、新しい定量的表面触覚センサ(QS-TS)の設計、製造、特性について述べる。
QS-TSは、センサーのゲル層の変形をリアルタイムで直接推定し、ロボットマニピュレータを用いた繊細な物体の安全かつ自律的な触覚操作とサーボを可能にする。
ArUcoマーカーを用いることで、既存のマーカーベースのVTSの製作に伴う様々な課題を軽減できるユニークな製造手順を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1982127665424678
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: In this paper, with the goal of quantifying the qualitative image outputs of
a Vision-based Tactile Sensor (VTS), we present the design, fabrication, and
characterization of a novel Quantitative Surface Tactile Sensor (called QS-TS).
QS-TS directly estimates the sensor's gel layer deformation in real-time
enabling safe and autonomous tactile manipulation and servoing of delicate
objects using robotic manipulators. The core of the proposed sensor is the
utilization of miniature 1.5 mm x 1.5 mm synthetic square markers with inner
binary patterns and a broad black border, called ArUco Markers. Each ArUco
marker can provide real-time camera pose estimation that, in our design, is
used as a quantitative measure for obtaining deformation of the QS-TS gel
layer. Moreover, thanks to the use of ArUco markers, we propose a unique
fabrication procedure that mitigates various challenges associated with the
fabrication of the existing marker-based VTSs and offers an intuitive and
less-arduous method for the construction of the VTS. Remarkably, the proposed
fabrication facilitates the integration and adherence of markers with the gel
layer to robustly and reliably obtain a quantitative measure of deformation in
real-time regardless of the orientation of ArUco Markers. The performance and
efficacy of the proposed QS-TS in estimating the deformation of the sensor's
gel layer were experimentally evaluated and verified. Results demonstrate the
phenomenal performance of the QS-TS in estimating the deformation of the gel
layer with a relative error of <5%.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,視覚ベース触覚センサ(VTS)の定性的画像出力の定量化を目的として,新しい定量的表面触覚センサ(QS-TS)の設計,製造,特性について述べる。
QS-TSは、センサーのゲル層の変形をリアルタイムで直接推定し、ロボットマニピュレータを用いた繊細な物体の安全かつ自律的な触覚操作とサーボを可能にする。
提案するセンサのコアは、小型1.5 mm x 1.5 mm の合成正方形マーカーと、内部の二乗パターンと、ArUco Markersと呼ばれる広い黒い境界を持つ。
各ArUcoマーカーは,QS-TSゲル層の変形を定量化するための定量的尺度として,リアルタイムカメラのポーズ推定を行うことができる。
さらに,ArUcoマーカーを用いることで,既存のマーカーベースVTSの製作に伴う様々な課題を軽減し,直感的かつ難易度の高いVTS構築手法を提案する。
注目すべきことに,提案法は,ArUcoマーカの配向に関係なく,マーカーとゲル層との結合と付着を容易にし,リアルタイムに定量的な変形測定値を得ることができる。
センサゲル層の変形を推定するためのQS-TSの有効性を実験的に評価し,その有効性を検証した。
その結果, ゲル層の変形を5%の誤差で推定する際のQS-TSの劇的な性能が示された。
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