本文档概述构成 LeRobot 框架的核心架构概念和组件。它介绍主要的子系统，并解释它们如何相互作用以实现机器人学习。
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机器人控制系统
机器人控制系统提供统一的接口来控制实体机器人。它支持不同的控制模式和机器人类型，并与数据集系统集成以进行数据采集。
目的和范围
机器人控制系统是 LeRobot 框架的核心组件，提供用于操作、标定和记录物理机器人数据的接口。该系统支持遥操作、记录演示数据集、重放动作以及在真实机器人上运行已训练的策略。它充当用户、物理机器人硬件和训练流程之间的桥梁。
架构概述
机器人控制系统以 control_robot.py 脚本为中心，该脚本支持多种控制模式，包括遥操作、记录、重放、标定和远程控制。该系统可与各种类型的机器人（机械手和移动机器人）和设备接口（电机和摄像头）进行交互。
控制模式
LeRobot 支持多种机器人操作控制模式：
机器人控制系统提供多种由 control_robot.py 脚本管理的操作模式：每种控制模式都有各自的配置类和相应的函数来实现其行为：
标定模式
用于标定机器人电机并确保正确定位。这通常是设置新机器人或移动机器人时的第一步。
遥控模式
允许手动控制机器人。在机械臂机器人中，这通常涉及通过移动引导臂来控制从动臂。
记录模式
记录遥操作或策略执行过程中的数据集。此模式可捕捉机器人状态、动作和摄像头图像，用于训练策略。
重播模式
在机器人上重播录制的片段，以便验证录制的数据。
远程机器人模式
用于在边缘设备上运行的远程控制机器人（例如 LeKiwi）。
控制配置
每种控制模式都通过特定的配置类进行配置：
机器人类型和硬件集成
机器人控制系统通过通用接口支持各种类型的机器人。每种类型的机器人都有特定的配置和硬件要求：
机械臂机器人
机械臂机器人（Koch、Aloha、SO-100、Moss）通常采用主从式架构：
主臂：用于远程操作，通常具有较低的摩擦力
从臂：执行实际任务，由主臂或策略控制
移动机器人
移动机器人（LeKiwi、Stretch）将移动性与操控性相结合：
LeKiwi：带有 SO-100 机械臂的移动基座，可远程操作
Stretch：集成移动机械臂，带有机械臂和夹持器
电机控制接口
机器人控制系统通过专用总线类与不同类型的电机连接：
DynamixelMotorsBus
与 Dynamixel 电机（Koch、Aloha 使用）的接口：
FeetechMotorsBus
与 Feetech 电机接口（SO-100、Moss、LeKiwi 使用）：
摄像头集成
机器人控制系统支持多种摄像头类型：
OpenCVCamera
与大多数 USB 摄像头接口：
RealSenseCamera
与 Intel RealSense 摄像头接口（用于深度感知）：
控制循环
核心控制逻辑在 control_loop 函数中实现，该函数处理不同的控制模式：
控制循环：
捕获观测值（机器人状态、摄像头图像）
以下任一：2.1）处理远程操作输入以生成动作；2.2）根据观测值使用策略预测动作
将动作发送给机器人
（可选）将数据记录到数据集
显示数据并记录信息
记录和数据集集成
记录模式与 LeRobotDataset 系统集成：
记录期间：
系统初始化数据集并（可选）加载策略
预热记录以使设备同步
对于每个episode：3.1）使用控制循环记录数据；3.2）留出时间在 episode 之间重置环境
最后，如果要求，它将数据集推送到 Hugging Face Hub
使用示例
标定机器人
遥操作机器人
记录数据集
在一个机器人上运行策略
操作一个远程机器人
记录期间的键盘控制
机器人控制系统支持在数据集录制过程中使用键盘控制：
这些键盘控制可以灵活地控制记录过程。
使用 Rerun 进行可视化
机器人控制系统可以使用 Rerun 可视化工具包实时可视化数据：
这将显示：
摄像头反馈
机器人状态值
动作值
对于远程机器人，还可以指定远程查看器：
训练和评估工作流程
训练和评估工作流程整合策略、数据集和环境系统，以实现有效的机器人学习。
配置系统
LeRobot 使用全面的配置系统来参数化框架的各个方面。配置按层次结构组织，可以通过命令行参数、配置文件或编程方式指定。
主要配置类包括：
配置目标被传递给工厂函数，以使用所需的参数创建相应的组件。
实用系统
LeRobot 包含多个支持主要组件的实用系统：
日志记录 - 通过标准 Python 日志记录和可选的 WandB 集成进行可配置日志记录
检查点 - 在训练期间保存和加载模型检查点
可视化 - 用于可视化数据集片段和策略部署的工具
指标 - 跟踪和报告训练和评估指标