坐标系说明

Wuji Glove 是一款用于机器人遥操作和人机交互研究的智能数据手套，搭载触觉矩阵、EMF 空间追踪和 IMU 惯性测量三套传感系统。为了让手套数据无缝对接 ROS 生态和机器人控制系统，Wuji Glove 的坐标系设计遵循 ROS 社区的 REP-103、REP-120 和 REP-155 标准规范。

本文档说明 Wuji Glove 的坐标系约定、各轴指向定义及 Frame 树形结构。

坐标系约定

右手系

Wuji Glove 的所有坐标系均遵循右手坐标系（REP-103）：

• 伸出右手，四指从 X 轴弯向 Y 轴，拇指指向的方向即为 Z 轴
• 旋转方向同理：四指弯曲方向为正旋转方向

轴向定义

body 根节点

REP-155 人体根坐标系。原点位于左右髋关节中点，所有骨骼关节 Frame 均为其子节点。

wrist 节点

手臂运动学链的末端，是 Wuji Glove 的参考原点——手套上所有传感器 Frame 均挂载在此节点下。

Frame 树形结构

全身 Frame 层级

Wuji Glove 的 Frame 体系遵循 REP-155 的人体骨骼模型，此模型定义了从身体根节点到指尖的完整运动学链。手套当前实际使用的是手臂链部分（从 wrist 向下）。

各 Frame 定义：

world                                       ← 根节点
└── waist                                   ← 腰部
    └── l_wrist / r_wrist                   ← 手腕 ★
        ├── l_hand_emf_tx / r_hand_emf_tx   ← 手背发射线圈
        └── l_palm_imu_link / r_palm_imu_link ← 手掌 IMU

标记 ★ 的节点是手套实际输出数据的起始 Frame。

手套传感器 Frame 层级

从 wrist 节点向下，手套挂载了两个子 Frame：

• emf_tx：手背发射线圈坐标系，用于 EMF 空间追踪的参考原点
• palm_imu_link：手掌 IMU 坐标系，用于姿态估计

这两个变换通过 tf_static 数据流以 1Hz 发布，父 Frame 为 {l/r}_wrist。

线圈坐标系

定义

EMF 空间追踪含两类线圈：

• 手背发射线圈：位于手背模组外壳内，对应 emf_tx Frame（通过 tf_static 以 1 Hz 发布），作为 EMF 空间追踪的参考原点。
• 手指接收线圈：每个指尖外壳内嵌一组（共 5 组），不作为独立 Frame 发布。其位置由 EMF 位姿解算（emf_poses）输出，在 emf_tx 坐标系下给出。

两类线圈坐标系的原点均位于对应线圈的几何中心，坐标轴朝向与所在父 Frame 一致（发射线圈跟随 wrist，接收线圈跟随对应指尖 Frame），相对父 Frame 仅有平移分量，无旋转。

线圈位置参数

以下数据参考右手设计，数值已考虑制造加工误差并取整。以佩戴者视角，手掌自然展开：

手背发射线圈

手指接收线圈