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物料分拣应用场景

32 学时4 实验 双臂协同LDT-01 遥操作

看一遍成果,再拆开整条流水线

本课程以聆动 LDT-01 双臂机器人的工厂物料分拣真实案例贯穿:左手摆放黑色零件入左格、右手摆放银色零件入右格,通过遥操作采集示范数据、转换为 LeRobot v3.0 数据集、训练 ACT 策略,最终在真机上自主复现分拣动作。

成果演示视频 工厂分拣场景.mp4 · 内置于 EXP-01 首屏,开课先看演示再学框架
STRUCTURE

课程结构

四段能力阶梯:看懂 → 会采 → 会训 → 会推

案例认知

观看分拣成果演示,理解双臂分工任务定义,建立「采集→转换→训练→推理」四段流水线的全局地图。

遥操作采集

LDT-01 主从遥操作、四臂校准、任务管理新建与三路相机录制,掌握高质量示范数据的生产方法。

转换与训练

CSV→LeRobot v3.0 转换(parquet+三路视频),配置 ACT 策略超参,用 lerobot-train 完成模型训练。

真机推理

ROS2 推理节点三终端启动、DRY_RUN 安全开关、50Hz 推理闭环,真机自主复现分拣并复盘优化。

STACK
LeRobot 0.4.1

lerobot-teleoperate / record / train 三件套 CLI。

POLICY
ACT 策略

Action Chunking + VAE,chunk_size=100 动作块。

DATA
v3.0 数据格式

parquet 关节帧 + 三路 RGB 视频流对齐。

OPS
ROS2 推理闭环

50Hz 推理 / 100Hz 限速发布 / SetBool 服务启停。

LAB

实验项目

每实验 8 学时 · demo → 框架 → 分步操作

STACK

工具与平台

全部来自真实项目环境

聆动 LDT-01-STD 双臂平台 LDT-01 遥操作手柄 localhost:8699 控制平台 Ubuntu 22.04 + ROS2 LeRobot 0.4.1 · lerobot-train ACT 策略 · PyTorch + CUDA RTX 4060 Ti 16GB · i5-13400F Hugging Face 数据集规范
DOMAIN
工业物料分拣

黑件 / 银色零件分类入格,产线上料与缺陷分拣的典型工位。

SKILL
双臂分工协同

左手管左件入左格、右手管右件入右格,双手互不串扰。

VISION
三相机视觉

头部 + 左右手腕相机同时观测,弥补单视角遮挡盲区。

OPS
端侧推理部署

模型驻留机载 4060 Ti,ROS2 服务热启停,DUST 关急停联动。

SOURCE

源材料清单

8 份 PDF 指导文档 · 参数命令均摘自原文

#文档用于
S1聆动机器人案例-工厂场景EXP-01 / EXP-04:核心案例、转换/训练/推理真实命令、成功判据
S200-聆动机器人硬件参数介绍EXP-01 / EXP-02:算力平台、四相机、主从臂与夹爪参数表
S301-聆动机器人数据采集流程EXP-02:开机、任务创建、三分支采集、坏组标记与安全须知
S402-聆动机器人数据转换EXP-03:四阶段架构、四种切法、输出目录详解与排错
S503-聆动机器人数据训练EXP-03:Conda/CUDA 环境、lerobot-train、OOM 与在线训练
S604-聆动机器人推理EXP-04:节点架构、三层平滑、ramp、三终端与日志判读
S7遥操作设备LDT-01软件使用流程(开发者版)EXP-02:按键/LED/拖拽模式/自检脚本/插补检查/Q&A
S8聆动机器人案例-家庭场景拓展:同流水线换任务对照,体会「场景变、框架不变」

另参考 行业课程案例\聆动课程\代码\lerobot-0.4.1\command\ 1~9 号 sh 脚本、convert_lerobot_data.py 与 src/lerobot/policies/act/,命令章节均为源码/文档摘录,不虚构参数。

SCHEDULE

32 学时分配

每实验 8 学时 · 讲授 / 演示 / 实操 / 复盘

实验主题学时课堂节奏(8 学时拆分)
EXP-01成果演示与整体框架82h 看演示讲任务 · 2h 四段流水线原理 · 2h 动画与互动 · 2h 思考讨论
EXP-02LDT-01 遥操作与数据采集81h 硬件讲解 · 2h 开机自检上手 · 4h 分组采集实操 · 1h 数据质控复盘
EXP-03数据转换与模型训练82h 环境搭建 · 2h 转换四种切法实操 · 2h 训练启动与日志 · 2h 排错与调参
EXP-04真机推理与分拣复现82h 推理架构 · 1h DRY_RUN 空跑 · 3h 真机开闸复现 · 2h 复盘与思考题
TOT合计32教学动线统一为:先看演示成果 → 再讲框架原理 → 后分步动手操作
OUTPUT

结课成果物

学生需提交的四项留痕材料

采集数据包

save_data 合格 episode 集 + 坏组剔除记录表,编号连续可追溯。

转换与训练日志

v3.0 数据集验证截图、lerobot-train 完整日志与 loss 曲线、checkpoint 路径。

复现视频

真机自主分拣连续成功片段(含起点桌面环境对照),配三终端日志同屏更佳。

复盘报告

四实验思考题作答、失败案例归因(数据/环境/参数)、改进项清单。

CLASS

课堂组织建议

面向机房 + 真机工位的双场景教学

  1. 分组:2 人 1 组对标真机采集的「双人制」——一人操作、一人安全观察,角色每轮互换。
  2. 设备节拍:真机工位按 2 米半圆清场排班,桌面布置拍照留底,换组时按片复原。
  3. 数据版本:每组 save_data 建目录命名规范(组号-日期),坏组当天标记不过夜。
  4. 训练错峰:本地 4060 Ti 训练穿插讲解排错;大批量放云端并行,课堂只看日志与曲线。
  5. 演示前置:每实验开场 10 分钟回放本课成果视频/上一实验录像,保持「先看再做」动线。
  6. 验收关口:EXP-02 末查数据、EXP-03 末查 checkpoint、EXP-04 末查复现视频,三关不过不进下一实验。
安全底线:真机环节始终双人值守、急停在手;任何异常先急停再排查(故障码 61445 按手册复位)。
RUBRIC

考核权重建议

过程留痕 70% + 结果复现 30%

20%
数据质量分

有效示范数量与纯净度、坏组剔除记录、任务命名规范(EXP-02)。

25%
工程执行分

转换一次通过率、训练日志完整度、排错记录(EXP-03)。

25%
规范与安全分

双人制、清场、DRY_RUN 先行、检查清单执行情况(EXP-02/04)。

30%
复现成果分

真机连续成功轮次 + 复盘报告归因质量(EXP-04 + 四实验思考题)。

PIPELINE

四段数据流水线

每段的输出是下一段的输入契约

S1 · 采集
save_data 原始记录

编号子目录 + CSV 关节角 + 三路视频帧;最大编号即最新一集,坏组走「本次采集失败」剔除。

S2 · 转换
converted_data 标准集

data/*.parquet + videos/ 三路 mp4 + meta/ 三件套(info / tasks / stats),--start --end --skip --task 四种切法。

S3 · 训练
outputs checkpoint

lerobot-train 驱动 ACT:batch_size=12、steps=50000、save_freq=4000、log_freq=100、use_amp=true。

S4 · 推理
真机关节指令

50Hz 推理 + 100Hz 发布,三层平滑与 ramp 保护,/model_ifrun 服务随时接管或交还控制权。

REVIEW

验收速览与常见疑问

结课前对照打钩

数据验收

有效示范达标(案例口径约 150 组)、坏组清零、converted_data 三目录齐全、任务名唯一。

训练验收

环境 python=3.10 导入 ACTPolicy 成功、loss 总体下降、至少一个可用 checkpoint 落盘。

推理验收

DRY_RUN 空跑日志正常、服务开关可启停、真机双臂分拣连续成功、急停随时可用。

文档验收

每个实验留档截图与日志、思考题作答完整、复盘表记录环境差异与改进项。

FAQ 1
必须按 01→04 顺序吗?

是。每段的产物是下一段的输入,缺环即断链(无数据不能训、无 checkpoint 不能推)。

FAQ 2
本地 4060 Ti 够用吗?

够训 ACT,但要控制数据量与 batch_size 防 OOM;大批量可走 gpufree L40S 云端路线。

FAQ 3
为什么描述要英文?

任务名/描述会写入 tasks 表当训练标签,英文可规避后续文本编码坑(01 文档要求)。

FAQ 4
换场景要重做哪些步骤?

四段全部重走,但框架命令不变——对照家庭场景文档可快速迁移(场景变、框架不变)。

PATH

学习路径

32 学时建议节奏:看 → 采 → 训 → 推

STEP 01
看懂目标

观看分拣演示,掌握任务定义、场景测量与四段流水线总览。

STEP 02
采到好数据

校准四臂、遥操作上手,完成双臂同步采集与坏组标记。

STEP 03
训出模型

转换 v3.0 数据集,设好 ACT 超参,读懂训练日志与收敛曲线。

STEP 04
真机复现

DRY_RUN 先行、服务启停,真机跑通分拣复现并复盘优化。

IND-03 · 物料分拣应用场景

32 学时 · 4 实验 · 基于《聆动课程指导文档》8 份 PDF 与 LeRobot 0.4.1 真实项目代码改编

CAT 3 行业应用课程 · IND-03 物料分拣应用场景 · 教学用途