基于 LeRobot 的手机 AR 机器人远程控制实践
传统机器人控制往往依赖专用手柄、编程软件或复杂的控制面板,成本高昂且上手困难。利用 LeRobot 项目结合智能手机的 AR 功能,可以实现专业级的远程操控。通过手机内置传感器与算法映射,用户仅需 30 分钟即可搭建完整的控制系统,无需额外硬件投入。
方案优势
- 零成本投入:利用现有智能手机,无需购买专用控制器
- 直观操作:AR 界面让控制逻辑像游戏一样简单
- 跨平台兼容:支持 iOS(HEBI Mobile I/O)和 Android(WebXR)
- 专业精度:实现 6 自由度精准控制,满足工业级需求
环境准备与安装
1. 设备要求
确保你的开发环境满足以下条件:
- 机器人本体:SO100 机械臂或兼容 URDF 模型的机器人
- 移动终端:iOS 设备或 Android 设备(需在同一 WiFi 网络下)
- 控制电脑:运行 Python 环境的服务器或 PC
2. 软件部署
克隆项目并安装依赖:
git clone https://github.com/huggingface/lerobot
cd lerobot
pip install -r requirements-ubuntu.txt
3. 配置通信端口
编辑配置文件以匹配实际硬件端口。在 examples/phone_to_so100/teleoperate.py 中调整如下参数:
# 在 examples/phone_to_so100/teleoperate.py 中修改端口配置
robot_config = SO100FollowerConfig(
port="/dev/tty.usbmodem5A460814411", # 根据实际设备修改
use_degrees=True
)
核心技术原理
传感器数据采集
手机内置的陀螺仪、加速度计和 AR 摄像头协同工作,实时捕捉手部动作和空间位置。数据流经 src/lerobot/teleoperators/phone/phone_processor.py 中的算法处理,将手机姿态转换为机器人可理解的指令。
坐标系映射算法
这是系统的核心环节。通过 src/lerobot/teleoperators/phone/teleop_phone.py 中的校准函数,实现手机坐标系到机器人坐标系的精准转换:
- 初始校准:按住手机应用中的校准按钮
- 坐标对齐:手机顶部对准机器人前进方向
- 实时映射:移动手机时,机器人同步响应
逆运动学求解
系统自动将末端执行器的目标位置转换为各个关节的角度,对用户透明。你只需专注于控制机器人的动作意图。
实战操作流程
校准步骤
启动系统后,按以下步骤完成校准:
python examples/phone_to_so100/teleoperate.py
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