02 · Validierung des Simulationsmodells (MJCF laden und ansteuern)
Voraussetzung: 01 Umgebung einrichten abgeschlossen. Dieses Kapitel ist reine Simulationsvalidierung; Hardware muss nicht angeschlossen werden.
Modellquellen
Die drei öffentlichen MJCF-Modelle des SO-ARM101 sind in diesem Projekt alle als funktionsfähig verifiziert:
| Kurzname | Datei | Quelle |
|---|---|---|
| Offiziell – neue Kalibrierung | SO101/so101_new_calib.xml | Offizielles Repository TheRobotStudio/SO-ARM100 (die Vergleichsvalidierung dieses Tutorials stammt von dort; dieses Repository enthält das Original-Zip nicht) |
| Offiziell – alte Kalibrierung | SO101/so101_old_calib.xml | Dasselbe Repository (nicht im Zip enthalten, muss heruntergeladen werden) |
| ROS2-Beschreibungspaket | so_arm101_description/mjcf/so_arm101.xml | Tutorial-Anhang dieses Repositories SO-ARM101_ROS2.zip |
Hinweis: Der Zip-Extraktionsablauf wird von einer früheren Version von so101_assets.py bereitgestellt und bleibt nachvollziehbar erhalten; seit dem 2026-10-16 wurde der Simulationsroboter auf das SO-ARM100-Modell aus mujoco_menagerie umgestellt (vendored unter assets/menagerie_so_arm100/; Gründe und Kernpunkte der Migration siehe Designhinweise in 07).
Ansteuerungs- und Rendering-Validierung
export UV_CACHE_DIR='C:\Users\admin\AppData\Local\Temp\uv-cache'
# 仓库自带、可直接运行的是 menagerie 模型（仿真机器人默认也用它）
uv run --frozen --with mujoco python examples/so101_mujoco/load_and_drive.py \
--model examples/so101_mujoco/assets/menagerie_so_arm100/so_arm100.xml \
--out-dir examples/so101_mujoco/outputs/renders/model_check| Parameter | Beschreibung |
|---|---|
--model | Pfad zum MJCF-Modell. Direkt aus dem Repository nutzbar ist examples/so101_mujoco/assets/menagerie_so_arm100/so_arm100.xml (die drei historischen Modelle aus der Tabelle oben müssen für eine erneute Prüfung zuerst aus dem jeweiligen Repository der Spalte „Quelle“ beschafft und der Pfad entsprechend ersetzt werden) |
--out-dir | Ausgabeverzeichnis: Validierungsvideo, Standbilder und die Textdatei mit der Strukturzusammenfassung werden hier abgelegt (Standard out) |
--tag | Präfix der Ausgabedateinamen, standardmäßig der Modell-Dateiname |
--settle / --fps / --width / --height | Stabilisierungsdauer pro Pose (Sekunden), Videobildrate, Rendering-Auflösung; Standard 25 fps, 960×720, normalerweise nicht zu ändern |
Das Skript gibt eine Strukturzusammenfassung aus (Gelenke/Aktoren/Verstärkungen/Bereiche) und rendert ein Validierungsvideo aus „sechs Gelenke nacheinander durchfahren + koordinierte Sinuskurve“ sowie Standbilder. Beispiele der Strukturzusammenfassung siehe reports/ (im Repository enthalten); die Vergleichsvideos (media/) sind zu groß und werden nicht mit dem Repository ausgeliefert – mit dem obigen Befehl lassen sie sich jederzeit neu erzeugen.
Wesentliche Unterschiede der drei Modelle (gemessen)
| Element | Offiziell – neue Kalibrierung | Offiziell – alte Kalibrierung | ROS2-Beschreibungspaket |
|---|---|---|---|
| Nullpunkt-Semantik | Stellwegmitte des Gelenks | horizontal vollständig gestreckte Position | Mitte des Stellwegs |
| Gelenknamen | shoulder_pan | wie links | shoulder_pan_joint (Suffix) |
| Positionsverstärkung | kp=998.22, kv=2.731 | kp=17.8, kv=0 | kp=998.22 |
| Greifereinheit | Bogenmaß, Hinge | Bogenmaß, Hinge | 0–1 normalisiert |
| Selbstkollisionsausschluss | keiner | keiner | vorhanden (6 Paare) |
Gemessener Tracking-Fehler: Neue Kalibrierung und Beschreibungspaket halten im Stillstand eine Abweichung von 0,0005 rad, die alte Kalibrierung 0,03 rad (Absinken um ca. 1,7°, kp um Faktor 56 schwächer). Wird dieselbe Policy in der Simulation mit einem anderen Modell evaluiert, ergeben sich andere Dynamiken – darauf achten, welche Version aufgezeichnet wurde.
Modellverhalten, das man sich merken muss
- Positive Richtung von
shoulder_liftzeigt nach unten: Beim Ansteuern wird „Absenken“ mit positivem Winkel verwendet; bei Teleoperations-Mapping oder Datenumrechnung zuerst das Vorzeichen prüfen. - Bodenkontakt blockiert: Am unteren Anschlag berührt die Fingerspitze den Boden und wird gestoppt (das Skript hat einen eingebauten 8-cm-Bodenabstandsschutz, der die Amplitude automatisch begrenzt).
- Die offiziellen Modelle haben keine Kamera und kein Keyframe; die Variante mit Kamera
so101_new_calib_camera.xmlexistiert und kann später für visuelle Daten genutzt werden.