引言
随着机器人技术的飞速发展，人机协作与示教学习成为研究热点。宇树机器人G1作为一款高性能、高灵活性的四足机器人平台，为开发者提供了强大的二次开发接口。本文将详细介绍如何基于宇树G1进行二次开发，实现一个完整的辅助机器人运动动作数据采集系统。该系统能够记录机器人在辅助运动过程中的关节角度、力矩、足端位置等关键数据，为后续的模仿学习、运动优化或数字孪生提供高质量的数据集。
1. 环境准备与SDK安装
1.1 硬件要求
- 宇树机器人G1一台
- 运行Ubuntu 20.04/22.04或Windows 10/11的PC一台
- 稳定的千兆以太网连接（推荐使用网线直连）
- 可选：动作捕捉系统（如OptiTrack、Vicon）用于获取高精度地面真值轨迹
1.2 软件依赖安装
宇树官方提供了Python SDK (unitree_sdk2) 和C++ SDK。本文以Python为例。
# 1. 创建Python虚拟环境（推荐）python3-mvenv unitree_g1_envsourceunitree_g1_env/bin/activate# Linux/macOS# unitree_g1_env\Scripts\activate # Windows# 2. 安装宇树SDKpipinstallunitree_sdk2# 3. 安装其他必要库pipinstallnumpy pandas matplotlib scipy opencv-python pipinstallpyyaml# 用于配置文件pipinstallrospkg# 如果涉及ROS（可选）1.3 网络配置
确保PC与G1机器人处于同一局域网，并知道机器人的IP地址（默认为192.168.123.161）。在PC上设置静态IP或确保能ping通机器人。
# 测试连接ping192.168.123.1612. 系统架构设计
我们的数据采集系统主要包含以下模块：
- 主控模块：负责与G1机器人建立连接，发送控制指令（如进入阻尼模式以允许人力拖动）。
- 数据监听模块：订阅机器人的状态反馈，包括电机状态（位置、速度、力矩）、IMU数据、足端接触力等。
- 数据记录模块：将接收到的数据以时间戳对齐的方式，实时写入文件（如CSV、ROS bag或自定义二进制格式）。
- 辅助与安全模块：监控机器人状态，在异常（如关节超限、力矩过大）时触发安全策略（如急停、切换为阻尼模式）。
- 可视化模块（可选）：实时绘制关节曲线、机器人姿态简图，方便开发者观察。
系统工作流程如下图所示：
