{{htmlmetatags>metatag-robots=(index,follow)
metatag-keywords=(LeRobot,硬件集成,Robot抽象,遥操作,SO100,Unitree G1,校准,电机)
metatag-description=(LeRobot 硬件集成指南：Robot 和 Teleoperator 抽象层、支持的硬件平台、校准和遥操作)
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====== LeRobot 硬件集成 ======

本页面介绍 LeRobot 的硬件集成层，包括 ''Robot'' 和 ''Teleoperator'' 抽象、支持的硬件平台、校准流程和遥操作。

[[机器人:lerobot:home|返回概述]]

===== 机器人和遥操作抽象 =====

==== Robot 抽象基类 ====

''Robot''（''src/lerobot/robots/robot.py''）是所有物理机器人的抽象基类。每个子类必须声明两个类级属性并实现所有抽象方法。

核心方法：

^ 方法 ^ 描述 ^
| ''connect()'' | 初始化与硬件的连接 |
| ''disconnect()'' | 断开与硬件的连接 |
| ''get_observation()'' | 获取当前观测（关节位置、图像等） |
| ''send_action()'' | 执行动作指令 |
| ''calibrate()'' | 执行校准程序 |

==== Teleoperator 抽象基类 ====

''Teleoperator''（''src/lerobot/teleoperators/teleoperator.py''）是所有输入设备的抽象基类（引导臂、键盘、游戏手柄等）。

核心方法：

^ 方法 ^ 描述 ^
| ''connect()'' | 初始化与遥操作设备的连接 |
| ''disconnect()'' | 断开连接 |
| ''get_action()'' | 读取操作者的动作输入 |

==== 工厂模式和设备创建 ====

代码库使用工厂模式从配置对象实例化机器人和遥操作器：

  * ''make_robot_from_config()''：根据 ''RobotConfig'' 创建机器人实例，通过 ''robot.type'' 字段分发到具体的机器人子类
  * ''make_teleoperator_from_config()''：类似的分发机制，支持物理引导臂到虚拟设备的广泛设备

===== 支持的硬件 =====

LeRobot 原生支持多种硬件平台：

^ 平台 ^ 类型 ^ 特点 ^
| **SO100** | 低成本机械臂 | 入门级，适合教育和研究 |
| **LeKiwi** | 移动机器人 | 两轮差速平台 |
| **Reachy2** | 双臂机器人 | 灵活的协作机器人 |
| **Unitree G1** | 人形机器人 | 全尺寸人形，全身控制 |
| **Franka** | 七轴机械臂 | 研究级精度 |

遥操作设备支持：

  * **KochLeader**：物理引导臂，主从控制
  * **GamepadTeleop**：游戏手柄控制
  * **KeyboardTeleop**：键盘控制
  * **MobileDevice**：移动设备控制

===== 配置系统 =====

硬件配置通过数据类实现：

  * ''RobotConfig''：定义机器人类型和连接参数
  * ''TeleoperatorConfig''：定义遥操作设备类型和参数
  * 配置可以通过 YAML 文件或 CLI 参数提供

===== 校准和设置 =====

完整的硬件设置流程包括四个阶段：

  1. **端口发现**：识别 USB 串行路径或 CAN 接口
  2. **电机配置**：分配唯一的 ID 和波特率到电机 EEPROM
  3. **校准**：将原始编码器计数映射到物理单位（弧度）并记录零位
  4. **关节限制发现**：通过 URDF 运动学确定安全操作范围和末端执行器边界

==== 安全机制 ====

''ensure_safe_goal_position'' 实用函数用于在发送目标位置到机器人前，基于 ''max_relative_target'' 限制目标位置，防止高速碰撞或电机损坏。

===== 遥操作 =====

遥操作循环（用于 ''lerobot-teleoperate'' 和 ''lerobot-record''）的核心交互流程：

<code>
while recording:
    action = teleoperator.get_action()
    processed_action = processor_pipeline(action)
    robot.send_action(processed_action)
    obs = robot.get_observation()
    dataset_writer.add_frame(obs, action)
</code>

===== 录制 episodes =====

使用 ''lerobot-record'' 通过遥操作录制数据：

  * 连续录制帧序列
  * 支持自动 episode 分段
  * 录制数据通过 ''DatasetWriter'' 写入 ''LeRobotDataset''

===== 回放和验证 =====

使用 ''lerobot-replay'' 在机器人上回放录制的 episodes，用于验证数据质量和安全性。

===== 相关页面 =====

  * [[机器人:lerobot:home|LeRobot 框架概述]]
  * [[机器人:lerobot:核心概念|核心概念]]
  * [[机器人:lerobot:命令行界面|命令行界面]]