dora-sim-genesis-franka-grasp-cube

This Dora node launches a simulated environment featuring a Franka robot and a graspable cube. It publishes real-time data streams—including the robot’s joint states and end-effector pose—and accepts incoming control commands to drive the robot’s motion.

项目概述

这是一个基于Dora框架和Genesis仿真引擎的Franka机械臂抓取立方体仿真系统。通过键盘控制机械臂在仿真环境中移动和抓取立方体，并实时发布图像数据流。

安装

您可以使用 uv 或 conda 以开发模式安装此包：

pip install -e .

要启用可视化支持（例如使用Rerun），请安装可选的 view 扩展：

pip install -e ".[view]"

使用方法

安装后，该节点可以作为Dora数据流的一部分启动。当安装了 view 扩展时，可以查看仿真场景的可视化。

运行

dora up examples/view.yml

键盘控制说明

位置控制

• 方向键↑/↓ - 前/后移动 (X轴)
• 方向键←/→ - 左/右移动 (Y轴)
• +/= 键 - 向上移动 (Z轴)
• • 键 - 向下移动 (Z轴)

姿态控制 (欧拉角)

• 6/4 键 - 增加/减少绕X轴旋转 (Roll)
• 8/2 键 - 增加/减少绕Y轴旋转 (Pitch)
• 7/9 键 - 增加/减少绕Z轴旋转 (Yaw)
• 空格键 - 重置姿态为初始值

夹爪控制

• B 键 - 夹紧 (切换)
• N 键 - 松开 (切换)

其他控制

• 退格键 - 重置位置和姿态
• P 键 - 打印当前位置和姿态
• V 键 - 切换速度模式 (标准/高速)
• ESC键 - 退出程序

代码改进

1. 配置外部化

所有硬编码参数已移到 config/simulation_config.yaml 配置文件中，包括：

• 仿真环境参数（平面、立方体、相机）
• 机械臂控制参数（KP/KV增益、力范围）
• 键盘控制参数（步长、初始位置）
• 性能监控设置
• 线程配置

2. 模块化设计

• src/config_loader.py - 配置加载器，支持YAML配置文件和参数验证
• src/keyboard_controller.py - 改进的键盘控制器，支持速度模式切换和状态反馈
• src/main_improved.py - 改进的主程序，增强错误处理和性能监控

3. 错误处理增强

• 逆运动学求解失败统计和恢复机制
• 详细的异常处理和堆栈跟踪
• 线程安全的资源清理

4. 性能监控改进

• scene.step 执行时间和间隔统计
• cam.render 时间统计
• tick 调用间隔统计
• 逆运动学成功率统计

5. 用户体验提升

• 速度模式切换（标准/高速）
• 实时状态反馈
• 更详细的控制说明
• 定期性能统计报告

测试

运行测试脚本验证改进功能：

python test_improvements.py

项目结构

dora-sim-genesis-franka-grasp-cube/
├── config/
│   └── simulation_config.yaml    # 配置文件
├── src/
│   ├── main.py                   # 原始主程序
│   ├── main_improved.py          # 改进版主程序
│   ├── keyboard_controller.py    # 键盘控制器
│   └── config_loader.py          # 配置加载器
├── examples/
│   ├── view.yml                  # Dora数据流配置
│   └── test_rerun.yml
├── test_improvements.py          # 测试脚本
└── README.md                     # 本文档

依赖

• Python >= 3.10, < 3.14
• dora-rs (>=0.3.11, <0.4.0)
• genesis-world >= 0.3.7
• torch
• pynput
• opencv-python
• pyarrow
• PyYAML

许可证

详见 LICENSE 文件。