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模块 2 · 第 8 章 · Build Your Robot Lab

8. 搭建工作空间

任务始终不变:把三支试管放进试管架。本章搭建让任务可录制、可复现的 摄影棚——硬件清单、灯箱、支架、物料位置与相机。

8.1 硬件清单​

物料表

8.1 硬件清单

物料说明数量
SO-ARM101 Pro 套件(主臂 + 从臂)SO-ARM101 低成本 AI 机械臂套件 Pro1
USB 相机 ×2一只装腕部、一只外部;任意 640×480、30 FPS 的 UVC 相机2
相机支架workshop 腕部支架 + 一个刚性外部支架2
试管架与三支试管任务道具——与数字孪生同规格1 套
灯箱或泡沫板箱 + 漫射光均匀背景与稳定光照1
不反光桌垫摆放道具的桌面1
带电源的 USB HubPC 或 Jetson 端口不足时使用1

策略学到的是相机看到的东西。背后有窗户的普通桌面会录出光照不断变化的数据 集;摄影棚消除这类噪声。做法与入门课程的数据集章节一致 (入门第 11 章 —— 任务设计 与第 12 章 —— 相机配置)。

8.2 灯箱​

8.3 支架​

支架

8.3 支架

两个支架承载相机;都必须足够刚性,撑过一周录制而不漂移。

腕部相机支架。 装在从臂夹爪上,沿用官方 SO-101 workshop 的相机支架: 相机位于爪子上方、下俯约 45°,使夹爪尖端与被抓物体在整个可达范围内都保持在 画面里。打印或购买 workshop 支架并拧紧螺丝——腕部相机如果在录制中途转动, 之后的所有 episode 全部作废。

外部相机支架。 任意刚性支架均可:小三脚架、2020 铝型材立柱,或夹在桌上 的悬臂。放在工作区上方偏前,一帧覆盖机架、三个试管位和从臂大部分行程。不要 手持,也不要夹在从臂会推到的同一块板上。

走线:腕部留出松弛线环避免挂扯,两根相机线都避开从臂的工作区。

8.4 物料位置​

物料位置

8.4 物料位置

任务定义是数据集的一部分,务必保持一致:

  • 试管架:从臂底座右侧、舒适可达范围内——与数字孪生同侧同距;
  • 三支试管:撒在臂前方工作区,大约 10–20 cm 处;每个 episode 之间手动 重新摆放;
  • 任务句:Put the three vials into the vial rack——第 9 章录制和数字 孪生数据集用的都是这句原文。不要在不同 episode 之间换说法。
量一次,然后做定位治具

用胶带固定机架位置,在桌垫上标记试管区。位置可复现比毫米级精度更重要。

如果你还打算采集仿真数据(第 12 章),就把工作台对齐孪生场景——孪生就是 规格说明:

检查项仿真参考真实工作台
机架位置SO101_RACK_POSITION 固定相对底座同侧同距
试管初始区SO101_VIAL_POSITIONS臂前方同一 10–20 cm 区域
相机视角腕部 + 外部相同构图、640×480、30 FPS
光照穹顶光 + 主光漫射光、机架上无硬阴影

1–2 cm 的偏差可以容忍。机架放到另一边、相机换了高度、手持相机——不行。

8.5 相机​

双视角

8.5 相机

列出相机并给每台抓一张预览:

lerobot-find-cameras opencv

预览图写在 outputs/captured_images/;文件名里含设备号,例如 opencv__dev_video4.png 就是 4 号。导出:

export CAMERA_GRIPPER=4
export CAMERA_EXTERNAL=6

重启或重新插拔后设备号可能变化,每次录制前重查一遍。如果相机支持,锁定对焦 和曝光——录制中途的自动对焦表现为训练帧变糊。

在遥操作中验证双视角:

lerobot-teleoperate \
--robot.type=so101_follower \
--robot.port=$ROBOT_PORT \
--robot.id=$ROBOT_ID \
--teleop.type=so101_leader \
--teleop.port=$TELEOP_PORT \
--teleop.id=$TELEOP_ID \
--display_data=true \
--robot.cameras="{
front: {type: opencv, index_or_path: $CAMERA_GRIPPER, width: 640, height: 480, fps: 30},
external: {type: opencv, index_or_path: $CAMERA_EXTERNAL, width: 640, height: 480, fps: 30}
}"
相机键名是数据集模式的一部分

本课程录制时用 front(腕部相机)和 external(俯视相机)两个键名,让 真实数据集与第 12 章的仿真数据集特征名完全一致——这正是无需重命名特征就能 做仿真+真实协同训练的原因。第 10 章会把这两路映射为 GR00T 的 wrist 和 front 输入。

8.6 摄影棚检查清单​

进入第 9 章之前

8.6 摄影棚检查清单

  • 灯箱或桌垫就位,一盏漫射光,机架无硬阴影;
  • 从臂固定到位;主臂在手边舒适可达;
  • 腕部支架刚性,相机下俯约 45°,能看到爪子;
  • 外部相机在刚性支架上,能看到机架和三个试管槽;
  • 两台相机 640×480、30 FPS 预览正常,对焦锁定;
  • CAMERA_GRIPPER 与 CAMERA_EXTERNAL 已导出;
  • 机架已用胶带固定,试管区已标记,任务句固定。

下一章:第 9 章 —— 真实环境数据采集。

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