使用LeKiwi机器人配合LeRobot框架的完整指南

【免费下载链接】lerobot 🤗 LeRobot: State-of-the-art Machine Learning for Real-World Robotics in Pytorch 项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/le/lerobot

概述

本文将详细介绍如何在LeRobot框架下使用LeKiwi移动机械臂系统。LeKiwi是一款开源的移动机械臂平台，结合LeRobot框架可以实现机器人控制、数据采集、模型训练等完整流程。我们将从硬件组装、软件配置到实际应用场景，逐步讲解整个使用流程。

硬件准备

部件清单

LeKiwi机器人主要由以下部件组成：

1. 两个SO100机械臂（一个作为主控臂，一个作为执行臂）
2. 移动底盘（包含三个驱动轮）
3. 树莓派或其他计算设备
4. 摄像头模块
5. 电机控制板
6. 3D打印结构件

建议按照官方提供的物料清单准备所有部件，并确保3D打印件的精度和质量。

软件安装

树莓派端配置

1. 操作系统安装：

   • 使用Raspberry Pi Imager工具安装Raspberry Pi OS或Ubuntu系统
   • 建议选择轻量级版本以减少资源占用

2. SSH配置：

   • 启用SSH服务以便远程访问
   • 配置静态IP地址方便后续连接

3. LeRobot环境搭建：

# 安装Miniconda
wget https://repo.anaconda.com/miniconda/Miniconda3-latest-Linux-armv7l.sh
bash Miniconda3-latest-Linux-armv7l.sh

# 创建LeRobot环境
conda create -y -n lerobot python=3.10
conda activate lerobot

# 安装LeRobot及依赖
git clone https://github.com/huggingface/lerobot.git ~/lerobot
cd ~/lerobot && pip install -e ".[feetech]"

电脑端配置

电脑端配置与树莓派端类似，主要区别在于：

• 无需配置SSH
• 根据操作系统选择对应的Miniconda版本

硬件组装

电机配置

1. 机械臂电机ID设置：

   • 肩部平移电机：ID 1
   • 肩部升降电机：ID 2
   • 肘部电机：ID 3
   • 腕部电机：ID 4
   • 腕部旋转电机：ID 5
   • 夹爪电机：ID 6

2. 移动底盘电机ID设置：

   • 左轮电机：ID 7
   • 后轮电机：ID 8
   • 右轮电机：ID 9

端口识别

使用以下脚本识别电机控制板的USB端口：

python lerobot/scripts/find_motors_bus_port.py

脚本会指导你断开连接并重新连接USB设备，最终输出设备对应的端口号。

配置校准

执行臂校准

执行臂需要手动移动到三个特定位置进行校准：

1. 零位姿势：所有关节处于初始位置
2. 旋转姿势：各关节旋转一定角度
3. 休息姿势：机械臂自然下垂位置

校准命令：

python lerobot/scripts/control_robot.py \
  --robot.type=lekiwi \
  --robot.cameras='{}' \
  --control.type=calibrate \
  --control.arms='["main_follower"]'

主控臂校准

主控臂校准流程与执行臂类似，同样需要移动到三个特定位置。

远程操作

配置完成后，可以使用键盘远程控制LeKiwi机器人：

• W/S：前进/后退
• A/D：左移/右移
• Z/X：左转/右转
• R/F：加速/减速
• Q：退出控制模式

数据采集与训练

数据集录制

使用LeRobot框架可以方便地录制机器人操作数据：

python lerobot/scripts/record_episodes.py \
  --robot.type=lekiwi \
  --output_dir=./my_dataset

模型训练

使用采集的数据训练控制策略：

python lerobot/scripts/train.py \
  --policy.type=diffusion \
  --dataset.path=./my_dataset

策略评估

训练完成后可以评估策略性能：

python lerobot/scripts/eval.py \
  --policy.path=./my_policy

常见问题

1. USB端口权限问题：

   sudo chmod 666 /dev/ttyACM*
   

2. 网络连接问题：

   • 确保树莓派和电脑在同一网络
   • 检查网络设置

3. 电机响应异常：

   • 检查电源供应是否充足
   • 确认电机ID设置正确

结语

通过LeRobot框架，我们可以完整地实现从LeKiwi机器人控制到算法开发的整个流程。这套系统非常适合机器人学习、控制算法研究和实际应用开发。随着使用深入，可以尝试更多高级功能如多模态感知、强化学习等，充分发挥LeKiwi平台的潜力。

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