Learning dexterous manipulation benefits from human demonstration datasets that capture diverse and natural hand-object interactions. In particular, contact points and forces provide supervision on where and how strongly to interact, which cannot be fully captured by motion trajectories alone. However, methods for jointly capturing hand and object motion, contact points, and forces remain limited. Moreover, severe occlusion from hand-object interaction challenges accurate tracking of both hands and objects. To address these limitations, we present a Visual-Inertial-CONtact based hand-object tracking (VICON) framework. It holistically captures both hand and object motion along with contact information during manipulation, even under severe occlusion. First, we adopt a visual-inertial glove and an RGB-D camera for accurate hand tracking, and redesign the glove to incorporate contact sensing. Specifically, force-sensitive resistors (FSRs) are placed on the glove based on human grasp frequency to synchronously record contact states and calibrated normal forces. Second, without requiring pre-existing CAD models, we estimate object poses using RGB-D images and a mesh reconstructed from a monocular video. We propose factor-graph-based object trajectory estimation that fuses object-pose estimates weighted by visibility under hand-object occlusion, FSR measurements, and a hand-motion prior. Across 40 motion-capture sessions with five objects, VICON achieves a 2.5% failed-frame rate compared with 50.9-64.6% for the baselines, with median errors of 3.9 mm and 3.0 degrees under occlusion. Using VICON, we construct a dataset containing synchronized hand-object motion, contact points, and normal forces, and will publicly release an expanded dataset covering 10 object categories at https://github.com/VICON-dataset/dataset.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
手把手教 | 深度学习库PyTorch(附代码)
数据派THU
27+阅读 · 2018年3月15日
【深度强化学习】深度强化学习揭秘
产业智能官
21+阅读 · 2017年11月13日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
4+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
9+阅读 · 10月10日
相关VIP内容
相关基金
国家自然科学基金
5+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员