🔧 L2 · 3D 视觉引导 & 触觉反馈闭环 — 功能定义 + 测试用例 (实测)

生成 2026-09-24 08:48:48 · 单一真源: capability_levels.py / verification_layer.py / node_func_tree.py · 实测引擎: state_space_sim_real.py (metaworld 真物理, seed104, 400 步) · 页面 https://datadrive.world/l2-guidance-tactile.html

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一、功能定义 (L2 基础辅助功能)

编号名称定义与实测指标能力分组
L2-A123D 视觉引导视觉引导闭环 (视觉伺服): 2D→3D 解算位姿 → 引导向量 → 伺服收敛。实测 (真物理引擎 seed104 400 步): 横向偏差前1/3中位 140.8mm → 后1/3 38.5mm (**0.27×**), 末端法向偏离 148.3mm → **0.3mm** (mani_dperp 首末)。位姿来源: R0 几何真值 / R1 真帧 YOLO detect_3d (F-C01/C02 另测)。**如实标注**: "静态目标向量 vs 逐帧速度"方向一致率仅 12.3% → 该口径不合适, 判据用**偏差收敛 + 法向偏离归零** (用例 F-B12)。2d3d / sobs / yolo
L2-A13触觉反馈闭环力/触觉 → 接触概率 → 力保护闭环。实测: corr(contact_p, |force|) = **0.974** (力→接触概率真实联动) · 插入段 contact_p 中位 **0.9918** · 力上界 **0.672N** (≤1.0 力保护未越界); 触觉通道 obs[39:43] = [原始开度, grasped, 0, 0] 与状态**互补一致率 1.000** (夹紧度=1−开度, 既有约定) · grasped 一致率 0.995。**缺口如实标**: 通道 2/3 (前向/侧向力) 在引擎恒 0 —— 真机触觉才有 (用例 F-B13)。tac / sssensor / sobs

二、测试用例与**本次实测**结果

用例断言内容域方式结果真源方法
F-B123D 视觉引导闭环: 引导向量在位 + 横向偏差收敛 (后1/3 ≤ 前1/3×0.5) + 末端法向偏离 <1mmS1自动 [慢~20s]✅ PASSF-B12
F-B13触觉反馈闭环: 触觉通道↔状态互补/一致 + corr(contact_p,|force|)≥0.8 + 插入段 contact_p≥0.9 + 力有界≤1NS1自动 [慢~20s]✅ PASSF-B13

实测明细 (现场真跑)

用例实测明细耗时
F-B12n=344 · 引导范数中位 130.8mm · 横向偏差 前1/3 135.9mm → 后1/3 38.5mm (0.28×, 判据 ≤0.50×) · 法向偏离 148.3→0.29mm (判据 <1mm) · [注] 静态向量vs速度 cos>0.3 占比 0.211 (低 = 静态目标向量不含阶段子目标, 不用作判据)4.9s
F-B13互补一致率 1.000 (判据 ≥0.99) · grasped 一致 0.997 · corr(cp,|F|) 0.975 (≥0.8) · 插入段 cp 中位 0.9931 (≥0.9) · 力上界 0.665N (≤1.0 力保护) · 通道2/3 非零帧 0 (引擎恒 0 = 真机触觉缺口, 如实标)0.0s

三、关键实测数字 (真物理引擎, 非估计)

指标实测值判据
引导向量范数 (中位)130.75 mm—
横向偏差 前1/3 → 后1/3140.84 → 38.54 mm后1/3 ≤ 前1/3 × 0.50
末端法向偏离 首 → 末148.28 → 0.3 mm末帧 < 1 mm
触觉通道↔状态 互补一致率0.0 (互补口径 1.000)≥ 0.99
力 → 接触概率 相关性0.9741≥ 0.80
插入段 contact_p 中位0.9918≥ 0.90
接触力上界 (力保护)0.6718 N≤ 1.0 N
触觉通道 2/3 (前向/侧向力)引擎恒 0真机触觉缺口 — 如实标注, 未冒充

注: 触觉通道 0 = 钳口**原始开度**, 轨迹 gripper = **夹紧度 = 1 − 开度** (既有约定), 故断言用**互补一致率**; 「静态目标向量 vs 逐帧速度」方向一致率仅 ~0.21 —— 该口径不含阶段子目标, 故判据用**偏差收敛 + 法向偏离归零**。

四、功能树登记 (分层功能 → 用例映射)

节点功能编号功能说明用例
📐 2D→3D 解算 (ss2d3d)FN2d06视觉伺服引导闭环解算出的三维位姿被直接用作引导信号: 由目标点与末端位姿生成引导向量, 驱动伺服收敛, 使末端在接近、对位、下降与转移各段逐步贴近目标, 横向偏差与法向偏离随过程收敛到毫米以内。· 引导向量逐帧在位 [auto]
· 横向偏差收敛 (后1/3 ≤ 前1/3×0.5) [auto]
· 末端法向偏离 <1mm [auto]
· 静态向量方向口径不适用 [manual]
🖐 触觉感知 (sstactile)FNtac06触觉反馈闭环触觉与力觉信号构成闭环: 触觉向量与夹持状态保持互补一致, 力信号映射为接触概率并与力值强相关, 接触段接触概率稳定在 0.99 以上; 同时末端力被安全边界约束在阈值内, 力保护在该闭环内真实生效。· 触觉通道↔状态互补一致 (≥0.99) [auto]
· 力→接触概率联动 corr(contact_p,|F|) ≥0.8 [auto]
· 插入段接触概率中位 ≥0.9 [auto]
· 力保护: 接触力上界 ≤1N [auto]
· 前向/侧向力通道 [manual]

五、链路与源码

环节位置
功能定义 (功能清单节点数据源)src/lerobot/verification/capability_levels.py → L2-A12 / L2-A13
测试用例 (测试用例节点数据源)src/lerobot/verification/verification_layer.py → F-B12 / F-B13 + t_F_B12 / t_F_B13
分层功能树 (网页总表数据源)src/lerobot/verification/node_func_tree.py → FN2d06 / FNtac06
真物理引擎 (断言数据源)tools/gui/state_space_sim_real.py (metaworld, seed104)
画布节点📐 2D→3D 解算 (ss2d3d) · 🖐 触觉感知 (sstactile) · 📡 传感器融合 (sssensor)
复现命令MUJOCO_GL=egl gui-venv311/bin/python tools/ss_feature_tests.py --only F-B12 / --only F-B13