論文の概要: From swept contact to pose: Probe-aware registration via complementary-shape docking
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.21398v1
- Date: Wed, 20 May 2026 16:56:39 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-21 19:19:56.795178
- Title: From swept contact to pose: Probe-aware registration via complementary-shape docking
- Title(参考訳): 接点からポーズへ:補足型ドッキングによるプローブ認識登録
- Authors: Chen Chen, Yunwen Li, Yifan Xu, Xiangjie Yan, Chang Shu, Jianxia Hou, Shiji Song, Xiang Li,
- Abstract要約: コンタクト登録は高精度なロボット操作に不可欠である。
補足型ドッキングとして接触登録を再構成するキャリブレーションフリーの代替案を提案する。
低分解率SO(3)試料に対する3次元FFT相関によるグローバル・ローカル検索を統合した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 41.01931030228033
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Accurate registration between a prior model and the real scene is essential for high-precision robotic manipulation, yet optical methods suffer from long calibration chains, line-of-sight constraints, and fabrication errors. We propose a calibration-free alternative that reformulates contact registration as complementary-shape docking between the object and the probe's swept volume, explicitly accounting for probe geometry and leveraging both contact and non-contact evidence. Our solver integrates a global-to-local search via 3D FFT correlation over low-discrepancy SO(3) samples, then followed by continuous SE(3) refinement using Lie-algebra updates and analytic contact sensitivities. This pipeline yields efficient exploration and metric-grade convergence without fragile point correspondences. Simulation across free-form meshes achieved sub-0.04 mm and sub-0.4° accuracy and robustness to pose noise and contact loss. On a tooth-preparation robot, our method attained 0.42 mm and 3.75°, outperforming an optical tracker registration while requiring no external sensors. These results demonstrate a practical and precise registration strategy for surgical and industrial robots.
- Abstract(参考訳): 従来のモデルと実際のシーンの正確な登録は、高精度なロボット操作には不可欠であるが、光学的手法は長い校正チェーン、視線制約、製造誤差に悩まされている。
対象物とプローブのスクラップボリュームの相補的なドッキングとして接触登録を再構成し,プローブ形状を明示的に考慮し,接触証拠と非接触証拠の両方を活用するキャリブレーションフリーな代替案を提案する。
提案手法は,低分解能SO(3)試料に対する3次元FFT相関によるグローバル・ローカル検索を統合した上で,Lie-algebra更新と解析接触感度を用いた連続SE(3)改良を行った。
このパイプラインは、脆弱な点対応を伴わずに効率的な探索とメートル級収束をもたらす。
自由形メッシュのシミュレーションは0.04mm未満、0.4°以下の精度と頑健さを達成し、ノイズや接触損失を発生させた。
歯列調整ロボットでは, 外部センサを必要とせず, 光学式トラッカーの登録に優れ, 0.42 mm と 3.75° を達成できた。
これらの結果は,外科用および工業用ロボットの実用的かつ正確な登録戦略を示すものである。
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