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KinematicTactileSensor

点 taxel 力 / 力矩传感器，底层是 genesis.sensors.KinematicTaxel。

一组点状 taxel 刚性挂在父 link 上，按运动学弹簧-阻尼模型逐探针估计接触力 与力矩，模型由 SDF 穿透深度以及探针与所触几何的相对运动驱动。对每个 taxel， Genesis 计算：

v_n = dot(relative_velocity, probe_normal) * probe_normal
v_t = relative_velocity - v_n
s   = penetration ** normal_exponent
F   = (-normal_stiffness * s * probe_normal) - (normal_damping * s * v_n) - (shear_scalar * v_t)
T   = cross(probe_local_pos, F) - twist_scalar * dot(relative_angular_velocity, probe_normal) * probe_normal

接触法向由 force 的方向隐式携带 —— 其法向分量与 probe_local_normal 对齐。 输出在父 link 的本地坐标系下。

保真层级

这是几何 / SDF 估计，不是求解器的冲量力，也不是可变形皮肤 FEM 或 光学触觉模型。力是穿透与相对运动的运动学弹簧-阻尼读数。若只需布尔接触标志 或原始穿透深度，见 KinematicContactSensor / KinematicDepthSensor。

配置

KinematicTactileSensorCfg 继承 SensorCfg。全部字段使用关键字参数。

字段 类型 默认 说明
name str "" 继承自 SensorCfg，场景内唯一。
entity_name str "robot" 继承自 SensorCfg，挂载 taxel 的实体。
link_name str "" taxel 所在的父 link。必填。
probe_local_pos tuple[tuple[float, float, float], ...] ((0.0, 0.0, 0.0),) taxel 在父 link 本地坐标系下的位置。
probe_local_normal tuple[float, float, float] (0.0, 0.0, 1.0) link 本地坐标系下共享的接触法向。
probe_radius float 0.01 SDF 查询半径，单位米。
probe_radius_noise float 0.0 双半径 sim2real 扰动幅度，单位米。0.0 表示关闭。
normal_stiffness float 1000.0 法向力对穿透深度的刚度（N/m）。
normal_damping float 1.0 法向力对穿透速率的阻尼。
normal_exponent float 1.0 穿透指数。1.0 线性，1.5 Hertzian。必须 >= 1.0。
shear_scalar float 1.0 切向相对速度对剪切力的系数。
twist_scalar float 1.0 相对角速度对扭转力矩的系数。
history_length int 0 透传给 Genesis。0 表示只读当前帧；> 0 分配 ring buffer，data.force / data.torque 多一个 history 维度。

数据

字段 类型 形状
force torch.Tensor (float) (num_envs, [history,] num_probes, 3) —— 父 link 本地坐标系下的弹簧-阻尼力，末轴为 (tangent_x, tangent_y, normal)。
torque torch.Tensor (float) (num_envs, [history,] num_probes, 3) —— 父 link 本地坐标系下的弹簧-阻尼力矩。
raw torch.Tensor (float) force 的别名，供 genelab.mdp.rewards.tactile 的奖励原语使用。

示例

from genelab.configs import InteractiveSceneCfg
from genelab.sensor import KinematicTactileSensorCfg

scene_cfg = InteractiveSceneCfg(
    sensors=(
        KinematicTactileSensorCfg(
            name="fingertip_taxels",
            link_name="right_finger_tip",
            probe_local_pos=(
                (0.0, 0.0, 0.0),
                (0.005, 0.0, 0.0),
                (-0.005, 0.0, 0.0),
            ),
            probe_local_normal=(0.0, 0.0, 1.0),
            normal_stiffness=1000.0,
        ),
    ),
)

指尖压到方块上时，离开几何读数 ≈ 0，接触时产生沿法向的力（例如 normal_stiffness=1000 在 0.01 m 穿透下 force ≈ [0, 0, 10.0] N，因为 F_n = normal_stiffness · penetration）。

另见