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第 3 阶段 · 第 10 章 · 实践

10. 主从臂标定与遥操作

用 lerobot-calibrate 标定 SO-ARM 主臂与从臂，理解关节映射与标定文件的存放位置，然后跑通你的第一次主从遥操作。

本章概览
⚠️
运行前的安全检查

清空机械臂工作区 1 米范围内的贵重物品与无关人员。运行本章内容前，确认机械臂已牢固固定、电源与线缆连接正常。

为什么整臂标定如此重要​

第 6 章烧写了 ID 与波特率；第 7 章校准了中位。整臂标定是最后一步：它为每个关节学习舵机原始位置读数与物理角度之间的映射，使主从臂在物理姿态一致时上报的数值也一致。

整臂标定重要还有一个更深层的原因：它让在一台 SO-ARM 上训练的神经网络能用在另一台上。 因为每台标定过的 SO-ARM 都对"零度"与"行程中点"达成共识，你在你的从臂上录的数据，在我的从臂上同样有效。

danger

供电规则回顾：SO101 标准版全部使用 5V 电源；SO101 专业版在每一步都应使用 5V 电源标定与运行主臂、12V 电源标定与运行从臂。

标定从臂​

将 6 个舵机经 3 芯线与控制板接好，授权串口后运行：

sudo chmod 666 /dev/ttyACM*
lerobot-calibrate \
    --robot.type=so101_follower \
    --robot.port=/dev/ttyACM0 \
    --robot.id=my_awesome_follower_arm  # <- 给机器人起一个唯一的名字

流程（见下方视频）：

  1. 中位姿态：把机械臂摆到每个关节行程中间的位置（大致"竖直向上"），按 Enter；
  2. 全行程：按提示把每个关节依次转过完整行程，工具会采集最小 / 最大值。
tip

由于 LeRobot 仓库的更新，主从臂标定时终端收不到 5 号舵机信号属于正常现象，可以继续操作。

标定主臂​

同样的两步（先中位、再逐关节全行程），换用 teleoperator 的配置键：

lerobot-calibrate \
    --teleop.type=so101_leader \
    --teleop.port=/dev/ttyACM1 \
    --teleop.id=my_awesome_leader_arm  # <- 给主臂起一个唯一的名字
tip

如果看到 Could not connect on port '/dev/ttyACM0'. Make sure you are using the correct port. Try running lerobot-find-port，请再次执行 sudo chmod 666 /dev/ttyACM* 授权。

标定文件存在哪里（以及如何重做）​

标定文件以 JSON 形式保存在 ~/.cache/huggingface/lerobot/calibration/robots/ 与 ~/.cache/huggingface/lerobot/calibration/teleoperators/ 下。需要重新标定时，可以：

  • 方式一 —— 删除文件，从头开始：
rm -rf ~/.cache/huggingface/lerobot/calibration/robots
rm -rf ~/.cache/huggingface/lerobot/calibration/teleoperators
  • 方式二 —— 响应提示。 对已标定过的臂重新运行标定命令时会出现：
Press ENTER to use provided calibration file associated with the id my_awesome_leader_arm, or type 'c' and press ENTER to run calibration:

输入 c 并回车开始重新标定；直接回车则保留并使用现有标定数据。

标定失败时：Magnitude ... exceeds 2047​

如果标定或遥操作报 Magnitude 30841 exceeds 2047 (max for sign_bit_index=11)，说明某个舵机零偏异常。先断电重启机械臂再试一次；若仍复现，先做一次中位标定 —— 用第 7 章的工具，或用 Seeed_RoboController 里的脚本：

git clone https://github.com/Seeed-Projects/Seeed_RoboController.git
cd Seeed_RoboController
pip install -r requirements.txt

python -m src.tools.servo_disable              # （可选）失能力矩，便于手动扳动关节
python -m src.tools.servo_middle_calibration   # 把当前位置写为 2048
python -m src.tools.servo_center_test          # 移动到 2048 验证

然后回到 lerobot-calibrate 重做整臂标定。

关节映射：方向、行程与夹爪​

标定完成后手动验证：

  • 方向：主臂 1 号关节顺时针转，从臂 1 号关节必须也顺时针转。如果有关节方向反了，多半是标定时把臂摆成了镜像姿态 —— 重做该关节。
  • 行程：把主臂每个关节转到两端限位，从臂应到达对应限位，而不是抵死打印件。
  • 夹爪：主臂夹爪把手完全闭合 —— 从臂夹爪应完全闭合；完全张开对应完全张开。
tip

记住第 9 章的规则：这里选定的 --robot.id / --teleop.id 会与标定文件绑定。后续遥操作、录制、评估必须使用完全相同的 id。

启动主从遥操作​

现在到两条臂合为一个系统的时刻了。授权端口并启动遥操作：

sudo chmod 666 /dev/ttyACM*
lerobot-teleoperate \
    --robot.type=so101_follower \
    --robot.port=/dev/ttyACM0 \
    --robot.id=my_awesome_follower_arm \
    --teleop.type=so101_leader \
    --teleop.port=/dev/ttyACM1 \
    --teleop.id=my_awesome_leader_arm

teleoperate 命令会自动：

  1. 检测缺失的标定并启动标定流程；
  2. 连接机器人与遥操作设备并开始遥操作。

遥操作安全守则​

  • 首次使能力矩时用手扶住从臂 —— 它会迅速回到标定姿态。
  • 主臂动作要慢；从臂是以全力矩跟随的。
  • 手指远离从臂夹爪与夹点。
  • 如果从臂滞后、抖动或某个关节不响应：停止、断电，检查该舵机的总线线缆（舵机 LED 熄灭意味着它前面那根线松了）。

控制频率与延迟​

延迟从哪里来？为什么不可避免？​

每个控制周期都要读主臂、给从臂发目标、（后续）读相机。USB 相机尤其是按自己的节奏出帧。整个环路很快 —— 几十毫秒 —— 但不是零，所以快速的主臂动作在从臂上看起来总会略有平滑。这是正常现象。

什么是控制频率？可以配置吗？​

LeRobot 以配置的 fps 运行控制环路（SO-ARM 工作流默认 30；后续数据集的 --dataset.fps 必须与此一致）。如果遥操作卡顿：

  • 避免使用 USB 集线器 —— 机械臂与相机直连电脑；
  • 检查是否有其他进程占用串口；
  • 用 lerobot-find-port 确认没有其他设备共用总线。

动手练习​

  1. 完成主从臂标定；在 ~/.cache/huggingface/lerobot/calibration/ 下找到两个 JSON 文件；
  2. 遥操作 5 分钟：用夹爪触碰鼠标垫的四个角，再抓起一个小物体；
  3. 故意体验一次失败路径：用错误的 --robot.id 运行 teleoperate 并读懂报错 —— 以后你会永远记得它；
  4. 通过 c 提示练习重新标定。

控制链验证完毕，下一章将为你的第一个策略设计数据。

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