RobotMasterB类机器人教程

ROBOTMASTER EB

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## 目录

[1\. 基础介绍 3](#_Toc52k4ei)

[2\. 准备 4](#_Toc2q4u81)

[3\. 连接模式 6](#_Toc45r9xs)

[4\. 面板介绍 7](#_Tocw22lbp)

[5\. 代码介绍 7](#_Tocsqkfw9)

[6\. 状态灯介绍 10](#_Tocbxsfq5)

[7\. 单双车模式 11](#_Tocl3mujg)

[8\. 地图设置 11](#_Tocf1tuxu)

[9\. 航点设置 14](#_Tocryd8ol)

[10\.夹爪角度 16](#_Toc5riz93)

[11\.机械臂系统设置 17](#_Toc9po9v1)

[12\. 异常处理 19](#_Toc1tyj38)

[13\. IMU 校准 19](#_Toc930s0u)

[14\. 竞赛指南 19](#_Tockw03ld)

## 基础介绍

### 1.1功能亮点

**RobotMaster EB** 是一款面向具身智能（Embodied AI）教育的高性能机器人平台。它集成了先进的感知、决策与控制系统，旨在为开发者提供一个从视觉感知到物理操作的完整实验环境。其型号分为EB1（小学组）、EB2（初中组）、EB3（高中组）。

* **核心控制**：基于 ESP32-S3和GD32 高性能微控制器与 RDK X3，ROS 2 机器人操作系统。
* **底盘系统**：采用麦克纳姆轮设计，支持 360° 全向平移与自旋。
* **动力系统**：搭载 EmmV5 高精度步进电机，确保运动控制的细腻与精准。
* **机械装置**：配备多轴机械臂与精密夹爪，支持复杂搬运与操作任务。

### 1.2部件名称及机器坐标系

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机器坐标系为右手系，如图所示红色为x轴，绿色为y轴，蓝色为z轴，其中IMU旋转角度逆时针为正，顺时针为负。车体包含4个Emm步进电机，ID顺序如上图所示，3个舵机，ID顺序如上图所示。2个1080P相机，1个RGB灯板，4个麦克纳姆轮及配套电机，1个主控版，1个附属板，1个RDK X3。

## 准备

### 2.1复位

1. 机械复位如图片1所示，Z轴线轨需要完全插到底，夹抓角度需要朝上。

上电前复位操作视频

![descript](/media/202603/20260326085526162578.png)

图片 1

### 2.2电源使用

上电：安装电池并上电操作视频

充电：充电器电池必须使用官方充电器充电。 充电器上DC圆口插入电池中。使用电源线连接充电器到 100~240 V(50Hz/60Hz)交流电源上。

![descript](/media/202603/20260326085526171251.jpeg)

**开启电源：**

1. 打开灯板盖
2. 插入DC\-DC线使得电池和板子相连。
3. 板子开关拨向开，若车载RGB灯板出现青色呼吸灯，则说明正在启动，若出现青色RGB灯常亮，则说明启动完成。具体灯效含义请转移到5查看。

## 连接模式

机器人支持两种主要的网络通信模式，可通过 **连接中心** 进行切换：

| **模式** | **描述** | **应用场景** |
| --- | --- | --- |
| **直连 AP** | 电脑连接机器人散发的 Wi\-Fi 热点 | 单机调试 |
| **路由器多机** | 机器人与电脑接入同一局域网，wifi模式下软件无法控制车，仅能做代码修改 | 双车模式 |

**AP连接步骤：**电脑wifi连接上车的wifi后（名字为RobotMaster\+车唯一6位数编号），选择AP模式，并选对车的型号，在列表中点击“开始驾驶”即可连接到主控制界面（图片2）。![descript](/media/202603/20260326085526176469.png)![descript](/media/202603/20260326085526182176.png)

图片 2

**wifi模式连接步骤（仅购买双车方案适用）：**

1. AP模式连上小车（按照上面步骤）
2. 打开设置（如图3），配置机器人默认连接wifi
3. 附属板开关拨到wifi模式后重启

![descript](/media/202603/20260326085526186919.png)

图片 3

## 4\. 面板介绍

控制界面分为三个主要板块，覆盖了从基础驾驶到系统逻辑的全方位需求：

1. **连接中心 (Connection Hub)**：管理机器人连接、选择型号（EB1/EB2/EB3）及 Wi\-Fi 配置。
2. **驾驶控制 (Drive View)**：实时的第一人称（FPV）操作界面，支持摇杆、键盘及 FPS 样式的鼠标转向。
3. **逻辑矩阵 (Logic Matrix)**：高阶功能面板，涵盖地图可视化、路径规划及比赛流程控制。
4. **代码实验室（Coding Lab）：**专业级开发环境，支持直接访问和编辑机器人内部配置文件及源代码
5. **AI 助手 (AI Assistant)**：智能编程辅助工具，提供实时代码建议、问题诊断及学习指导。
6. **ESP32 Lab :** 可利用esp32 进行图形化编程。

## 代码介绍【非竞赛需要】

RobotMaster EB 的软件系统基于 **ROS 2** 构建，采用模块化的包设计，每个包负责特定的功能模块。代码工作空间位于机器人的 /root/car\_ws 目录下，打开代码实验室就会默认进入到该目录，所有源代码均使用 C\+\+ 和 Python 编写。

### 5\.1 ROS 2 工作空间结构

ROS 2 工作空间（Workspace）是组织机器人代码的标准方式，car\_ws 的结构如下：

**核心目录说明**：

* **src/**：唯一需要手动编辑的目录，包含所有源代码和配置文件
* **build/**、**install/**、**log/**：由 colcon build 自动生成，无需手动修改

### 5\.2 代码编译与部署

**以下操作需精通ros2机器人操作系统，若编译出现失败，报错且无法复原，概不负责。**

#### 5\.2\.1 编译工作空间

ROS 2 使用 colcon 工具进行编译：

**参数说明**：

* \-\-symlink\-install：使用符号链接而非复制，修改 Python 代码后无需重新编译

#### 5\.2\.2 仅编译单个包

若只修改了某个包（如 arm\_control），可加速编译：

### 5\.3 调试与日志

可在代码实验室的调试终端中输入控制指令

### 5\.3\.1 查看节点运行状态

#### 5\.3\.2 监听 Topic 消息

### 5\.4 代码修改指南

#### 5\.4\.1 修改配置文件（推荐）

**无需编译**，修改后重启相关节点即可生效：

* **航点调整**：**参考文档第9点**，编辑 competition\_waypoints.yaml并保存→ 重启机器
* **机械臂参数**：**参考文档第10点**，编辑 arm\_config.yaml并保存→ 重启机器
* **Tag 位置**：**参考文档第7点**编辑 tags.yaml 并保存→ 重启机器
* **相机曝光调整：参考文档第12点，**编辑camera.launch.py并保存→ 重启机器

#### 5\.4\.2 修改 Python 代码（不推荐，修改导致的任何问题概不负责）

**使用 \-\-symlink\-install 编译时无需重新编译**，直接修改后重启节点：

1. 在代码实验室打开文件（如 arm\_action\_node.py）
2. 修改代码逻辑
3. 保存文件
4. 重启机器

#### 5\.4\.3 修改 C\+\+ 代码（强烈不推荐）

**需要重新编译**：

1. 修改源文件（如 motor\_node.cpp）
2. 在终端执行：
3. 重启节点

#### 5\.5 获取帮助

遇到代码问题时，可通过以下方式获得支持：

1. **AI 助手**：在代码实验室中直接询问（如"这个函数的作用是什么？"）
2. **ROS 2 官方文档**：https://docs.ros.org

## 6\. 状态灯介绍

机器人侧面配备 16 颗 WS2812 RGB 可编程状态灯环，用于反馈系统当前状态：

状态灯含义讲解视频

: https://pan.baidu.com/s/1FM5bZ9AdiXYLMKQ\-xPoq1A?pwd\=bcjd 提取码: bcjd

单车模式下：

* **呼吸青光**：系统正在启动。
* **红色跑马灯：**系统启动完成****
* **红光常亮：**比赛程序开始执行
* **呼吸黄光：**电池电量不足

双车模式下：

* **呼吸青光**：系统正在启动。
* **红色跑马灯：**双车通信连接中，为主车
* **蓝色跑马灯：**双车通讯连接中，为从车
* **呼吸红光**：系统启动完成，为主车。
* **呼吸蓝光**：系统启动完成，为从车。
* **红光常亮**：比赛程序开始执行，为主车。
* **蓝光常亮**：比赛程序开始执行，为从车。
* **呼吸黄光**：电池电量不足。

## 7\. 单双车模式

双车的产品出厂默认已经配对好，如遇到特殊情况需要自行重新配对双车，可以参考以下流程

* 将需要配对的两台车背后的开发板开关都拨到"AP"处，查看两车的wifi名称（名字为RobotMaster\+车唯一6位数编号）。
* 连接到其中一台将要作为从车的设备，在RobotMaster软件端 **机器人Wi\-Fi配置** 中输入另外一台要作为主车设备的wifi名称，点击保存配置。

![descript](/media/202603/20260326085526195930.png)

* 配置完成之后将机器关机，将从车背后的开发板开关拨到"WiFi"，主车背后的开发版保持"AP"，重新打开两台机器之后，两台机器即可自动配对。

## 8\. AprilTag设置

在 **逻辑矩阵** 中，系统使用标准的底层物理坐标系来统合机器人位姿与地图信息：

* **坐标原点 (Origin)**： **位置**：地图的 **左下角** (Bottom\-Left) 定义为坐标原点 (0, 0\)。
	+ **单位**：所有坐标均以 **米 (m)** 为单位。
	+ **范围**：标准比赛场地 定义为 2\.4m x 2\.4m 的正方形区域。
	+ **轴向**：X 轴（水平向右为正），Y 轴（垂直向上/向前为正）。

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图片 4

### 地图AprilTag配置

#### 什么是AprilTag？

AprilTag是一种视觉基准系统，常用于机器人、增强现实和相机校准等领域。它由一个黑色的方形边框和内部的白色像素网格组成，每个AprilTag都有一个唯一的ID，可以通过算法快速检测和识别。算法可检测AprilTag基于相机坐标系的**坐标和姿态角度（如图片5所示）。**

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图片 5

综上，机器人利用分布在场地上的 AprilTag 标签进行精准的全局重定位（Relocalization）：

* **获取Tag位置及姿态**

使用苹果手机软件Quanti或使用Tag采集设备及其配套软件，如图片6所示，相机姿态正对tag，并在软件中查看tag的姿态，如图7所示。Tag识别器软件的使用教程视频

![descript](/media/202603/20260326085526212775.png)![descript](/media/202603/20260326085526223765.png)

图片 6 图片 7

* **设置位置**：在“逻辑矩阵”界面点击顶部的 **编辑标签** 按钮进入编辑模式。
* **配置参数**：
	+ **Tag ID**：必须与物理张贴的标签 ID 一致。
	+ **坐标 (X, Y)**：标签中心点相对于左下角原点的米制距离。
	+ **朝向 (Yaw)**：标签的旋转角度。Yaw 为 0 rad时表示标签正向指向地图 X 轴正方向，3\.14rad指向地图 X 轴负方向；Yaw 为 1\.57rad时指向地图Y 轴正方向， \-1\.57rad时指向地图Y 轴负方向。
* **交互方式**：在编辑模式下，点击地图上的标签图标即可弹出侧边参数设置页。设置好后点保存即可。

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图片 8

* **持久化**：点击“保存”后，参数将自动写入机器人内部的 /root/car\_ws/src/car\_bringup/config/tags.yaml，下次启动无需重设，也可以直接在代码实验室中打开该文件编辑（不建议）。
* **视野移动操作**：使用鼠标滚轮进行缩放，左键长按点击并拖拽可平移视野，确保全局掌控。
* **目标点设置**：点击“设置目标”后在地图上点击，机器人将自动规划路径并移动（仅测试用）

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图片 9

### 货物AprilTag配置

在代码实验室中打开该配置页面

/root/car\_ws/src/competition\_flow/config/competition\_waypoints.yaml ,如下图

![descript](/media/202603/20260326085526241987.png)

在place\_points段中，可以配置对应放置点中放置货物的AprilTag id。根据实际比赛中货物上的AprilTag id，修改这个配置文件。

例如图中所示，id为30的货物放在放置点1，id为31的货物放在放置点2，以此类推。

## 航点设置

针对自动化竞赛流程，当货架位置发生改变时，系统支持高度自定义的航点管理：

* **类型**：包括取货点（Pick）、放置点（Place）、过渡点（Via）及终点（End）。
* **编辑**：进入“编辑航点”模式，可在地图上直接编辑点位坐标。x坐标和y坐标单位是米。yaw是朝向角度，单位是弧度制。修改完成后点保存即可。也可以增加或删除航点。
* **持久化**：所有航点信息实时同步至 /root/car\_ws/src/competition\_flow/config/competition\_waypoints.yaml 下的配置文件中，掉电不丢失。VIA是途经点。

其中航点标签 P1 到 P5 代表的是 取货点 (Pick Points)。具体意义如下：

1. P代表 Pick（取货/抓取）。1\-5：代表货物的编号。系统默认支持一轮比赛处理 5 组货物（亦可根据现场实际情况进行增加或删除点位），因此对应 P1、P2、P3、P4 和 P5等。
2. 在用户修改地图过程中放置点（Place）和终点（End）一般无需修改校准
3. 其中过渡点（Via）用于机器在前往取货点（Pick）和放置点（Place）前的矫正点位，一般选择靠近取货点（Pick）货架前的位置（确保该位置机器定位摄像头可以看到地面的任一April tag）。
4. 可在取货点（Pick）编辑选择其前后链接的过渡点（Via）。

5\. 运作逻辑

在运行自动比赛流程（Competition Flow）时，小车会按照 P1 → P2 → P3 → P4 → P5 的顺序依次执行以下循环：

导航：在V：to placex完成姿态位置校准后移动到 Px 点位。

扫描 (Scan)：在 Px 位姿下启动相机扫描货物的 AprilTag。

抓取 (Pick)：根据扫描到的标签 ID 执行机械臂抓取动作。

放置 (Place)：在V：to placex完成姿态位置校准后将抓取到的货物搬运至对应的放置点（Place Point）。

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图片 10

#### 关于双车模式的航点任务分配

在配置文件/root/car\_ws/src/competition\_flow/config/competition\_waypoints.yaml中，设置任务分界线：

split\_index: 3，表示前3组货物由主车处理，后面的货物由从车处理

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同样在配置文件/root/car\_ws/src/competition\_flow/config/competition\_waypoints.yaml中

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修改partner\_place\_finish\_delay ，让同伴放完，走完之后，久一点再去放置区。如果遇到双车交错移动的时候容易碰撞的问题，可以适当加长这个时间，或尝试修改途径点。

## 10\.夹爪角度

夹爪（末端执行器）由舵机驱动：

* **夹爪角度预览**：

在软件的逻辑矩阵中点击失能步进电机之后，就可以手动控制电机的位置，确保调整夹爪的时候，夹爪不要干涉。

下面servo\_ctrl栏中，Cover servo (ID\=1\)是盖帽舵机，Left fork servo (ID\=2\)是左边舵机，Right fork servo (ID\=3\) 是右边舵机，输入角度，点击执行三次之后夹爪就可以让夹爪执行到对应的位置。

![descript](/media/202603/20260326085526262656.png)

* **自定义比赛夹抓角度**：

可在代码实验室中打开该配置页面/root/car\_ws/src/arm\_control/config/arm\_config.yaml中配置具体的开启/关闭角度阈值。

具体通过修改第9行到第20行配置参数（如图片11所示），其中舵机id可参考1\.2基础介绍章节，Cover servo (ID\=1\)是盖帽舵机，Left fork servo (ID\=2\)是左边舵机，Right fork servo (ID\=3\) 是右边舵机，open\_angle是指夹抓还没抓去货物插进去时候的角度（图片12左），close\_angle是指夹抓插进去撑开货物的角度（下图片12右）。修改完成点击保存并重启机器人即可。

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图片 11

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图片 12

## 11\.机械臂系统设置

机械臂的升降系统（Z 轴）采用步进电机驱动：

遥控模式下，如图片13所示

* **Z1 轴 (U/B 键)**：控制左侧升降高度。
* **Z2 轴 (O/M 键)**：控制右侧升降高度。
* **Y轴 (H/K 键)**：控制Y轴升降高度。
* **X轴 (I/N 键)**：控制X轴升降高度。

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图片 13

### 高度读取

在逻辑页面下，可通过motor\_ctrl面板进行使能和失能电机读取

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图片 14

### 比赛抓取参数设置

为了确保机械臂精准运行，所有的动作参数均在**/root/car\_ws/src/arm\_control/config/arm\_config.yaml**中定义。以下是核心参数的详细说明：

| **参数类别** | **参数名称** | **意义说明** |
| --- | --- | --- |
| **电机 ID** | motor\_id\_x/y/z\_left/right | 对应轴的步进电机 ID（1\-4） |
| **舵机角度** | cover\_open/close\_angle | 顶盖舵机（ID 1）的开关角度 |
|  | left/right\_fork\_open/angle | 左右拨叉舵机的开关角度阈值 |
| **视觉扫描** | scan\_start/end\_pos | 自动对位时，X 轴滑台的左右扫描极限位置 |
|  | scan\_pixel\_to\_motor\_scale | 图像像素偏差到电机步数的换算系数 |
| **高度层级** | place\_height\_level\_1\-4 | 货物对应的四个堆叠高度（1 为最低，4 为最高） |
| **抓取逻辑** | pick\_z\_lower/final | 抓取过程中，Z 轴下探的具体步数位置 |
|  | pick\_y\_extend | 抓取时 Y 轴向前伸出的最大距离 |
| **安全限位** | joint\_x/y/z\_min/max | 软限位保护，防止机械臂撞击物理边界 |
| **速度设置** | pick/place/home\_speed | 不同动作模式下的全局运动速度配置 |
| **回零位置** | home\_x/y/z | 执行“复位”任务后，各轴停留的默认待机坐标 |

## 前置相机曝光调整

目前用于扫描货物apriltag的前置相机使用的是自动曝光，可以满足大部分场景的需求，一般不需要调整。如果遇到特殊光照情况，可以根据现场的光照情况进行调整。

### 12\.1 相机参数调整

编辑**/root/car\_ws/src/my\_camera\_launch/launch/camera.launch.py**

84\-85行控制自动曝光或手动曝光，以及调整曝光时间

**![descript](/media/202603/20260326085526290142.png)**

### 12\.2相机参数详解

#### 12\.2\.1 exposure\_auto \- 曝光模式

**作用**：控制曝光是自动还是手动

**常见值**：

* 1 (Manual Mode) \= **手动曝光**
	+ 相机使用固定的曝光时间
	+ 需要手动设置 exposure\_absolute 值
	+ 适合光照稳定的环境，图像亮度一致
* 3 (Aperture Priority Mode) \= **自动曝光**
	+ 相机根据画面亮度自动调节曝光时间
	+ 适合光照变化的环境
	+ exposure\_absolute 值会被忽略

#### 12\.2\.2 exposure\_absolute \- 曝光时间

**作用**：控制传感器曝光的持续时间（仅在手动模式有效）

**单位**：通常是 **100微秒**

例如：exposure\_absolute: 150 \= 150 × 100μs \= **15毫秒**

**效果**：

* **值越大** → 曝光时间越长 → 画面越亮 → 但运动物体更模糊
* **值越小** → 曝光时间越短 → 画面越暗 → 但运动物体更清晰

### 12\.3参数调节建议

#### 12\.3\.1 场景1：光线太暗

增加曝光时间exposure\_absolute ↑

#### 12\.3\.2 场景2：光线太亮

减少曝光时间 exposure\_absolute ↓

#### 12\.3\.3 场景3：画面模糊（运动物体）

缩短快门时间exposure\_absolute ↓

## 异常处理

* 若某个电机受损或通讯故障掉线：
1. 界面将弹出红色警告窗。
2. 若频繁掉线，请检查相应电机的通信线缆是否过于紧绷或受损。
3. 若插拔线缆不行，请检查电机条冒是否存在。
4. 若还是不行请联系客服售后。
* **电池电量**：若运动时出现原地旋转或者车身RGB灯黄灯闪烁说明电量不够，请及时更换电池。

## IMU 校准

若地图界面下显示车的朝向在静止的时候漂移的比较厉害，则需要进行IMU校准

IMU校准操作视频

## 上手指南教程

### 15\.1 软件的使用

软件使用讲解教程视频

### 15\.2 机器人开始比赛

单车模式的时候，将机器放在起返区B，双车的时候将主车（红色指示灯）放在起返区B，从车（蓝色指示灯）放在起返区A。

参考第6点，根据当前的单车或双车的比赛场景，观察车辆状态灯，等待系统启动完成5秒钟后，就可以通过以下两种方式开始比赛，执行的程序均为当前所设置组别及各点位的路径。

#### 15\.2\.1 软件端启动

通过ap模式连接机器，在电脑软件端中点击开始比赛，即可让当前连接的机器开始执行任务。

![descript](/media/202603/20260326085526296380.png)

![descript](/media/202603/20260326085526301948.png)

#### 15\.2\.2 按钮启动

点按机器人上的按钮，即可让当前机器开始比赛。

#### 15\.2\.3 关于双车模式的启动说明

通过以上两种方式启动任意一台车，开始任务之后，另一台车将会在约10s后启动开始任务。因此建议让负责点位较多的一台车先开始任务。

### 15\.3 首次调试高中场地布置

#### 15\.3\.1 场地地图Apriltag（可先阅读学习本手册第8条）

如下图所示绿色为April tag的ID值红色为方向（软件界面截图中粉红色的同为April tag的ID值）

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如果有苹果设备（手机/平板）可在app store下载软件Quanti

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![descript](/media/202603/20260326085526323841.jpeg)![descript](/media/202603/20260326085526328516.jpeg)

软件内识别赠送的地图贴纸效果如图所示，蓝色数字显示的为Apriltag的ID，打开右下角Direction按钮，红色显示的为方向。如果没有苹果设备的可以直接参考这两张图的识别结果进行粘贴，粘贴时注意，确保Apriltag 的**ID，方向，位置**与上图一一对应。【红色指向货架区】

#### 15\.3\.2 物块Apriltag

使用场地道具赠送的水晶贴贴纸，将Apriltag贴到对应的黄色物块前面正中心的位置，确保同一个托盘上面摆放的物块是相同April tag的物块，如下图所示

![descript](/media/202603/20260326085526333163.png)

#### 15\.3\.3 货架位置

严格按照规则中地图中（下图为截图）的蓝色长方形位置进行摆放，两个货架为一组，可以通过数货架区的\+号精准摆放货架。

![descript](/media/202603/20260326085526337944.png)

## 初高中组别赛前注意事项

1. 【特别注意】摆放货物的ID发生改变须修改货物配置ID，详细操作方式请参考第8条货物April tag的配置。
2. 注意观察场地地图货架与训练地图货架摆放是否存在区别，如货架位置发生改变则须修改航点，详细修改可参考手册第9条。
3. 按比赛地图所粘贴April tag进行修改，特别注意方向和ID值均需要修改。修改方式和方向的定义参考第8条Apriltag的配置
4. 机器开机一定按复位要求进行复位，可以先上电，等状态灯变红后点击软件开始比赛或按按钮启动，比赛计时应从此处开始计时。
5. 正式比赛开始前请保证机器电池处于满电状态！低电量会影响机器IMU的校准导致定位不准。