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# O30 右手四组指腹捏合校准
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2026-09-21：根据用户提供的食指、中指、无名指、小指四组真实控制值，拟合一套共享的关节零位和行程。用户确认接触方式为“指尖附近的指腹相对并接触”。原始输入保存在 `samples.json`。
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当前项目根目录执行：
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```bash
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./hands/O30/scripts/run_o30_right_mujoco_plan.sh
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```
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默认读取包内 `linkerhand_o30_right_pinch_calibrated.urdf`，订阅 `/cb_right_hand_control_cmd`。SDK 的 20 路顺序不变。启动时重新生成 MJCF，并从实际 MJCF 读取控制行程，避免启动覆盖校准或仍然使用旧的固定映射。
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## 本次调整
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- 原有连杆长度、关节轴、网格不变。原始 URDF 和 MJCF 保存在同目录的 `*_stock.urdf`、`*_stock.xml`。
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- 对每个关节拟合一个零位偏移和一个正的行程比例。零位通过 `原 origin 旋转 × 绕关节轴的偏移旋转` 写入 URDF；关节上限体现行程比例，下限保留。
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- 运行时 SDK 0～255 线性映射到新关节上下限。**零位已经写入 origin，不能再在控制值上重复添加偏移。**
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- 使用有边界、有原值正则约束的多起点非线性最小二乘，在 MuJoCo 中反复计算正运动学和碰撞；这是参数标定，不是训练强化学习策略。
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- 目标同时包含指腹接触位置、法向相对、手指之间和手掌的穿透约束。接触点可以在指尖附近的有限指腹区域内移动；这些接触点没有真机测量。
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- 使用 STL 凸包拟合指腹曲面；曲面近似的最大采样误差约为拇指 0.13 mm、其余手指 0.06 mm。验收另外计算实际 MuJoCo 碰撞网格距离，不只看曲面拟合结果。
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## 验证结果
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四组指腹之间实际凸碰撞网格的有符号距离（正值为间隙，负值为穿透）：
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- 食指：原始 −5.249 mm → 校准后 +0.029 mm。
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- 中指：原始 +0.834 mm → 校准后 −0.064 mm。
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- 无名指：原始 +9.130 mm → 校准后 +0.038 mm。
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- 小指：原始 +6.716 mm → 校准后 −0.010 mm。
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校准后的四组姿态中，整个模型最大接触穿透小于 0.07 mm；拟合指腹法向的相对误差小于 1.3°。这是模型内部结果，**不能解释成真机达到 0.07 mm 精度**。
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检查了四组输入、张开预设、全 0、全 255 和 30 组固定随机输入，共 37 组。导出的 URDF/MJCF 与拟合模型所有连杆的位置最大差异约 `3.9e-10 m`。这只验证变换和控制映射一致，不表示随机姿态或行程端点已与真机验证，也不表示所有中间姿态均无碰撞。
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使用 ROS 的真实 `sensor_msgs/msg/JointState` 类型和实际桥接回调，验证四组输入经过渐变控制后到达对应姿态、状态消息输出正确。测试中的 Node 以本地对象代替，不向真实控制话题发消息。另已在独立 ROS 域（173）中通过原启动脚本运行 20 步无窗口仿真，确认 ROS 节点能够正常启动并退出。
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渲染对比：`reports/o30_right_pinch_calibration/before_after.png`（上排原始，下排校准）；详细参数在模型目录的 `o30_right_pinch_calibration.json`，验证数据在报告目录的 `validation.json`。
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## 本地复现
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以下命令均从项目根目录执行。
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只重新生成并校验模型：
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```bash
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O30_RIGHT_PREPARE_ONLY=1 ./hands/O30/scripts/run_o30_right_mujoco_plan.sh
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```
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检查生成的模型并渲染四组对比图：
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```bash
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OPENBLAS_NUM_THREADS=1 venv/bin/python tools/o30_right_calibration/calibrate.py --check --render
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```
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独立预览某一捏合姿态（可用 `index`、`middle`、`ring`、`pinky`），不需要 ROS 发布命令：
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```bash
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venv/bin/python tools/o30_right_calibration/calibrate.py --preview middle
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```
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预览原始模型时加 `--stock`。预览器显示固定的运动学姿态，不进行 PD 接触动力学验收。
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运行 ROS 消息回归测试：
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```bash
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source /opt/ros/jazzy/setup.bash
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PYTHONPATH="$PWD/venv/lib/python3.12/site-packages:$PYTHONPATH" python3 tools/o30_right_calibration/test_calibration.py
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```
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重新拟合（会更新校准 URDF 和参数 JSON），随后重新生成实际加载的模型：
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```bash
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OPENBLAS_NUM_THREADS=1 venv/bin/python tools/o30_right_calibration/calibrate.py --fit --starts 3 --max-nfev 300
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O30_RIGHT_PREPARE_ONLY=1 ./hands/O30/scripts/run_o30_right_mujoco_plan.sh
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venv/bin/python tools/o30_right_calibration/calibrate.py --check --render
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```
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临时使用原始 URDF 启动：
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```bash
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O30_RIGHT_URDF="$PWD/src/linkerhand-sim/linker_hand_mujoco_ros2/linker_hand_mujoco_ros2/urdf/O30/linker_hand_o30_right/linkerhand_o30_right_stock.urdf" ./hands/O30/scripts/run_o30_right_mujoco_plan.sh
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```
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之后正常执行 `./hands/O30/scripts/run_o30_right_mujoco_plan.sh` 就会重新使用校准模型。
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## 适用范围
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这是一版由四组接触数据约束的拟合候选。四组接触不足以唯一确定 20 个关节的全部零位和行程；例如食指 DIP 在四组输入里始终为 0，无法据此测得其行程。因此保留原值先验，并限制零位偏移在 ±0.4 rad、行程比例在 0.5～1.5 之间。解的末次局部优化到达迭代预算，接触验收通过；不声称找到了唯一或全局最优解。
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还需要真机张开姿态、各关节 0/255 端点角度或有尺度的照片，以及额外的不同弯曲程度捏合样本，才能进一步验证全行程和未知姿态。当前未进行真机对照验收或 `--pd-drive` 动力学标定。
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