主端 Master
操作者输入设备
领导臂 / VR 手柄
CH.03 / DATA CAPTURE
HARDWARE DATA // FIRST MILE
教机器人
教机器人
干活
把人的一次操作，录成机器可以学习的“观测 → 动作”序列。第三章从遥操作出发，走完整条硬件数据采集流水线。
DEMODATAPOLICY
● OBSERVATION → ACTION → EPISODE
CH.03 / TELEOP
遥操作真正生产的是训练数据
核心目的：记录“观测 → 动作”
从端 Slave
复现操作者动作
机械臂 / 夹爪
数据记录
Oₜ → Aₜ
每次操作生成一条轨迹
CH.03 / THREE RIGS
三种主端，没有一种通吃所有任务
ALOHALEADER ARMS
- 优势
- 低成本、开源、力反馈直观
- 边界
- 工作空间受限，精度一般
- 适合
- 桌面级精细操作
主从异构臂HAPTIC MASTER
- 优势
- 毫米级精度、细腻力反馈、6 DoF
- 边界
- 价格高，操作门槛高
- 适合
- 装配与医疗机器人
VR 手柄SPATIAL TRACKING
- 优势
- 成本低、部署快、操作直观
- 边界
- 缺少力反馈，精度较低
- 适合
- 教学、原型与大范围移动
CH.03 / BODYLESS
不碰机器人，也能把人的动作采下来
第一人称 / HEAD CAM固定视角OUTPUT: 3D HAND TRAJECTORY
第一人称
视角自然，与操作者看到的画面一致。
固定视角
部署简单，不干扰正常操作。
多视角融合
头戴 + 多个固定相机，重建手部轨迹。
CH.03 / CHOICE
遥操作求精，无本体求多
数据精度 ↑采集规模与效率 →
遥操作精确关节角度
有力反馈
有力反馈
无本体采集融入工作流
规模更大
规模更大
CH.03 / TRAJECTORY
一条轨迹，就是完整的观测—动作序列
T0 / START
OBSERVATION
图像、角度、力
图像、角度、力
ACTION
目标角度 / 速度
目标角度 / 速度
T1
看到物体更近
机械臂继续前伸
T2
夹爪到达目标
闭合夹爪
TN / END
任务完成状态
停止并保存
EPISODE一次完整操作过程，由连续 Timestep 组成。
CH.03 / LEROBOT
LeRobot 把异构数据装进一个标准包
├─data/
├─episode_000000.parquet
├─videos/
├─cam01/episode_000000.mp4
└─meta/
├─info.json
├─episodes.jsonl
└─stats.json
CH.03 / SIGNAL QUALITY
清晰度和时间精度，都不是越大越好
分辨率：细节与存储的拉锯
320×240
640×480
4K
细节不足清晰度 / 开销平衡存储与显存压力大
DEFAULT 640×480 @ 30fps
帧率：先问动作有多快
FPS ≥ 2 × 动作最高频率慢 10–15中 20–30快 50+
CH.03 / SYNC
同步误差会把正确数据配成错误因果
问题：相机晚了 50ms，图像与关节状态错位
CAMERA
JOINT
FRAME 10 图像 ≠ FRAME 10 动作
硬件同步
外部触发，同一时钟工作。
最可靠软件同步
采集后按时间戳匹配最近帧。
次选平台模块
内置硬件同步。
误差 < 5msCH.03 / FACTORY
数采工厂：把一次示范走成六步流水线
进入模块
登录平台，打开数采工厂。
检查硬件
绿正常、黄待校准、红未连接。
创建任务
名称、类型、30fps、640×480。
执行采集
动作匀速连贯，异常及时标记。
预览质检
视频、关节曲线、帧率与同步。
导出数据
LeRobot 或 CSV，本地或云端。
CH.03 / QA
好数据靠质检 + 重采炼成
DATA QA / CHECKLIST
✓图像清晰，无运动模糊VISIBLE
✓实际帧率波动 < 10%STABLE
✓时间戳误差 < 10msSYNCED
✓轨迹完整，无中断跳帧COMPLETE
!同类物体标注保持一致REVIEW
倒水任务 / 15 秒动作拆解
0–3s
到杯上方
到杯上方
3–5s
下降抓取
下降抓取
5–8s
抬起移动
抬起移动
8–11s
倾斜倒水
倾斜倒水
11–13s
回正放回
回正放回
13–15s
回初始位
回初始位
重复 10–20 次，每次位置微调 ±2cm；记录备注，增加多样性。
CH.03 / RECAP
03
采集链路的五个质量关口
示范来源
遥操作求精，无本体求多，两者互补。
轨迹结构
每个时间步都要配对观测与动作。
LeRobot
统一数据、视频、元数据与字段定义。
采样与同步
分辨率、帧率和时间戳共同决定可信度。
质检导出
回放、曲线、异常帧与完整性缺一不可。
硬件数据采集是具身智能的“第一公里”：先把示范可靠地变成数据，模型才有东西可学。
CH.03 / QUIZ
单选题：采集链路压力测试
题目 1 / 10
得分 0 / 10
1. 遥操作在具身智能领域的主要目的是什么？
正确答案：B。具身智能中的核心价值是数据采集，每次操作都会生成“观测→动作”序列。
2. 以下哪个不是遥操作系统的三要素之一？
正确答案：D。主端、从端和通信链路是必要三要素；数据也可以在本地采集，云服务器不是必需组件。
3. ALOHA 方案的主要特点是什么？
正确答案：C。ALOHA 使用小型领导臂作为主端，特点是低成本、开源，并有直观力反馈。
4. “无本体采集”的含义是？
正确答案：A。无本体指不需要机器人本体，但仍需摄像头等设备采集人的动作并做后期处理。
5. LeRobot 数据格式中，一条轨迹的核心结构是什么？
正确答案：B。每个时间步记录机器人看到什么以及执行什么，图像、关节角、时间戳等共同构成轨迹。
6. 教学实训平台推荐的默认图像分辨率和帧率是多少？
正确答案：B。640×480 @ 30fps 在清晰度和存储开销之间取得平衡。
7. 多传感器同步误差会导致什么问题？
正确答案：B。图像和关节状态时间错位，会让模型学习错误的观测—动作映射。
8. 数采工厂的硬件状态显示黄色，表示什么？
正确答案：B。绿色表示正常连接，黄色表示已连接但待校准，红色表示未连接。
9. 采集“倒水任务”时，建议重复采集多少次？
正确答案：B。10–20 次兼顾数据量与成本；每次把初始位置微调约 ±2cm，可以增加多样性。
10. 以下关于采集质量标准的描述，哪个正确？
正确答案：C。采样频率至少要达到动作最高变化频率的两倍；过高分辨率、过低帧率或大同步误差都会损害数据质量。
先作答，再查看讲义解析
CH.03 / PRACTICAL 01
实操一：完成一次数据采集
讲义原始任务要求
- 登录具身智能教学实训平台，进入数采工厂。
- 创建任务，命名为 {你的动作}_{你的姓名}_v1，如“抓取_张三_v1”。
- 检查硬件连接，确保所有设备为绿色。
- 完成一次简单的抓取—放置动作。
- 采集时长不少于 10 秒。
- 导出为 LeRobot 格式并保存到本地。
提交要求
导出的 .zip 文件 + 一张数据预览页截图，截图必须包含关节角度曲线。讲义评分标准
- 数据文件完整可读：40%
- 轨迹完整，无中断跳帧：30%
- 关节角度曲线平滑，无异常跳变：30%
CH.03 / PRACTICAL 02
实操二：写一份数据质量报告
讲义原始任务要求
基于你采集的数据，撰写 200–300 字质量分析报告，包含：
- 任务名、时长、总帧数、文件大小。
- 帧率稳定性分析。
- 同步精度检查结果。
- 异常帧表现与可能原因。
- 如果重新采集，你会做哪些调整。
提交要求
提交 Markdown 或 Word 格式的报告文件。讲义评分标准
- 结构完整，覆盖所有要求：40%
- 分析准确，正确解读质量指标：30%
- 改进建议具体、可操作：30%
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