1. 项目概述
本文档提供宇树科技G1机器人二次开发的完整Python实现，涵盖以下核心功能：
- 动作数据采集：控制机器人执行指定动作，同步采集关节位置、IMU、足端力等数据
- 自主导航导览：设置起点与终点，实现自主路径规划与移动
- SLAM地图管理：创建、编辑、保存环境地图，用于机器人自主导航
- 语音交互开发：集成语音识别、语音合成，实现语音对话、语音打断功能
2. 环境配置与依赖安装
2.1 系统要求
- Python 3.8+
- Ubuntu 20.04/22.04 (推荐ROS2 Foxy/Humble)
- 宇树科技G1机器人SDK
2.2 安装依赖
# 创建虚拟环境python-mvenv g1_venvsourceg1_venv/bin/activate# 安装核心依赖pipinstallnumpy scipy matplotlib pandas pipinstallopencv-python opencv-contrib-python pipinstallpyaudio speechrecognition pyttsx3 pipinstallrospkg catkin_pkg# ROS相关（如使用ROS）# 安装宇树SDK（根据官方文档）# pip install unitree_sdk # 示例，具体以官方为准3. 动作数据采集模块
3.1 机器人控制与数据采集类
importtimeimportjsonimportnumpyasnpfromdatetimeimportdatetimefromtypingimportDict,List,OptionalimportthreadingimportqueueclassG1MotionDataCollector:"""宇树G1机器人动作数据采集器"""def__init__(self,robot_ip:str="192.168.123.161"):""" 初始化机器人连接 Args: robot_ip: 机器人IP地址 """self.robot_ip=robot_ip self.data_buffer=[]self.is_collecting=Falseself.collection_thread=Noneself.data_queue=queue.Queue()# 初始化机器人连接self._init_robot_connection()# 数据字段定义self.data_fields=['timestamp','action_name','joint_positions','joint_velocities','joint_torques','imu_data','foot_forces','battery_level','robot_state']def_init_robot_connection(self):"""初始化机器人连接"""try:# 宇树SDK连接示例# from unitree_sdk import UnitreeRobot# self.robot = UnitreeRobot(self.robot_ip)# self.robot.connect()print(f"连接到机器人:{self.robot_ip}")# 模拟连接成功self.robot_connected=TrueexceptExceptionase:print(f"机器人连接失败:{e}")self.robot_connected=Falsedefexecute_action(self,action_name:str,duration:float=5.0):""" 执行指定动作并采集数据 Args: action_name: 动作名称 duration: 动作持续时间(秒) """ifnotself.robot_connected:print("机器人未连接")returnFalseprint(f"开始执行动作:{action_name}")# 启动数据采集self.start_data_collection(action_name)try:# 执行动作逻辑ifaction_name=="walk_forward":self._walk_forward(duration)elifaction_name=="turn_left":self._turn_left(duration)elifaction_name=="sit_down":self._sit_down()elifaction_name=="stand_up":self._stand_up()elifaction_name=="wave_hand":self._wave_hand(duration)else:print(f"未知动作:{action_name}")returnFalse# 等待动作完成time.sleep(duration)exceptExceptionase:print(f"动作执行失败:{e}")returnFalsefinally:# 停止数据采集data=self.stop_data_collection()# 保存数据self.save_collected_data(action_name,data)returnTruedef_walk_forward(self,duration:float):"""前进动作"""print("执行前进动作")# 实际机器人控制代码# self.robot.set_gait_type(0) # 行走步态# self.robot.set_velocity(0.3, 0, 0) # 前进速度0.3m/sdef_turn_left(self,duration:float):"""左转动作"""print("执行左转动作")# self.robot.set_velocity(0, 0, 0.5) # 旋转速度def_sit_down(self):"""坐下动作"""print("执行坐下动作")# self.robot.transition_to_sit()def_stand_up(self):"""站立动作"""print("执行站立动作")# self.robot.transition_to_stand()def_wave_hand(self,duration:float):"""挥手动作"""print("执行挥手动作")# 控制特定关节执行挥手defstart_data_collection(self,action_name:str):"""开始数据采集"""self.is_collecting=Trueself.current_action=action_name self.data_bu
