A Design Space of Control Coordinate Systems in Telemanipulation

远程操作系统将操作员的指令从输入设备映射到远程环境中的某个坐标系中。我们称之为控制坐标系的这个坐标系应该仔细选择，因为它决定了操作员应该如何移动以获得所需的机器人运动。虽然先前的研究已经描述了个别系统所做的具体选择，但设计空间即封装了可能选项的抽象尚未被编制。在本文中，我们阐述了控制坐标系的设计空间，可以通过选择输入设备的每个轴的远程环境中的方向来定义。我们的关键洞察是远程环境中有一小组有意义的方向。以前的工作中的控制坐标系可以通过它们的轴与这些方向的对齐方式进行组织，并且可以通过从这些方向中选择来设计新的控制坐标系。我们还提供了三个设计标准来推断控制坐标系对各种情况的适用性。为了展示我们的设计空间的实用性，我们使用它来组织先前的系统，并为我们通过人类主体实验评估的三种情况设计控制坐标系。我们的结果突出了我们的设计空间作为一个概念工具的前景，以帮助系统设计师设计对操作员有效且直观的控制坐标系。

论文试图提出一个控制坐标系的设计空间，以帮助系统设计师设计出对操作员直观且有效的控制坐标系。

通过选择遥控设备的每个轴的方向，定义控制坐标系，控制坐标系的轴与遥控设备的方向可以通过一小组有意义的方向来组织，因此设计空间是有限的。

论文提供了三个设计标准来评估控制坐标系的适用性，同时通过人体实验验证了三种场景下的控制坐标系的实用性。

在相关研究中，已经有一些研究探讨了不同的控制坐标系的设计，例如基于手部姿势和头部姿势的设计。