作品

2026年07月22日 至 2026年07月26日
硬件
机器人
AI
Embodied AI
Galaxea A1Z
YOLOE
ArUco
ACT
MCP
FastAPI

在 Adventure X 2026 黑客松中完成的桌面整理机器人系统。项目以 Galaxea A1Z 机械臂为执行核心,通过双摄像头、YOLOE、ArUco 桌面定位、几何抓取与 ACT 模仿学习识别并归位常见桌面物品;同时提供可视化控制台、MCP 自然语言控制和蓝牙戒指交互,让桌面从“杂乱摆放”走向“自动归位”。

365 桌面清洁卫士与 Galaxea A1Z 机械臂项目封面

让机械臂看懂桌面,并把物品放回原位。

项目介绍

这是我在 Adventure X 2026 黑客松(7 月 22–26 日) 与 Damien He 共同完成的桌面整理机器人。系统以 Galaxea A1Z 机械臂为执行端,用第三人称相机定位桌面物品、腕部相机补充近距离观测,并通过几何抓取或 ACT 策略完成归位。

视频演示

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TECHNICAL SYSTEM

从一个像素,到一次安全抓取

把感知、坐标转换、抓取规划和安全控制拆成可验证的本地链路。

01
双摄像头 桌面全局视角 + 腕部近景
02
YOLOE 开放词汇分割与 Mask 几何
03
坐标变换 像素 → 桌面毫米 → 机械臂基座
04
抓取规划 姿态判断、IK 与分段轨迹
05
A1Z 执行 软限位与人工确认后动作

CORE 01 · SPATIAL CALIBRATION

四个 Tag,建立整张桌面的坐标系

不把单个 Tag 的误差放大到桌面边缘。系统先用中心参考 Tag 建立初始尺度,再让四个 Tag 的 16 个角点共同约束最终单应矩阵。

16 个角点 80 mm 标尺 RMS 误差门限
TAG 01
TAG 02
TAG 03
TAG 04 · REF
目标物
x / mm
y / mm
参考原点
01
自动识别字典

在 4×4、5×5、6×6、7×7 与 Original 中选择检测数最多的一组。

02
建立初始尺度

将画面中心附近的参考 Tag 映射为 80 × 80 mm 标准方形。

03
校正观测

使用 Kabsch 刚体拟合,把每个 Tag 的观测角点吸附回标准正方形。

04
全桌面重拟合

汇总 4 × 4 个角点重新求解,让约束覆盖完整工作区。

坐标链路

IMAGEpixel (u, v)
TABLEmillimeter (x, y)
A1Z BASEmeter (X, Y, Z)

至少 3 个不共线 Tag 中心完成桌面系与 A1Z 基座系对齐;比例与残差不合格时,几何抓取不会启用。

0.0005–0.0015 m/mm默认 RMS ≤ 10 mm

CORE 02 · GRASP GEOMETRY

Mask 不只回答“是什么”,还给出“怎么抓”

YOLOE 分割结果被压缩成中心、主轴和短轴。所有点先投影到真实桌面坐标,再计算物体方向与夹爪开口。

本地几何计算
主轴 / 物体朝向
短轴 / 夹爪跨度
质心 / 抓取中心
Yaw −23.8° Width 42 mm

CORE 03 · SEMANTIC GUARDRAIL

VLM 理解指令,YOLOE 决定坐标

“把左边躺着的瓶子放回原位”
VLM消除语义歧义
+
YOLOE Mask输出运动几何

云端视觉的粗略像素不会直接驱动机械臂。

CORE 04 · MOTION SAFETY

每一步都必须通过安全门

01
标定有效分辨率、桌面边界与残差
02
目标可达IK 解与关节软限位
03
轨迹有界单段 ≤ 1.40 rad
04
人工确认workspace_clear
总跨度 ≤ 2.75 rad最多拆分 2 段

任一检查失败,在下发运动命令前终止。

CORE 05 · KEEP TIDY

盘点不是“看见了”,而是“在正确位置”

LIVE
水杯 已归位
充电底座 偏移 8.4 cm
文具盒 未检测到
自动归位队列 01 1 个物品待处理

同类物品通过全局最近配对分配到各自归位点;缺失物与未登记物会被单独报告。

SYSTEM TOPOLOGY

感知、决策与执行,都收束到一个本地控制核心

双摄像头提供互补视角,FastAPI 统一编排感知、规划与安全状态;MCP 和蓝牙戒指只是不同的任务入口,最终都复用同一条安全执行链。

LOCAL CORE
感知与交互
FIXED CAMERA 固定相机 桌面盘点 · ArUco · YOLOE
WRIST CAMERA 腕部相机 近景观测 · ACT · 多视角
BLE IMU RING 蓝牙戒指 单击 / 双击任务触发
本地控制核心
BACKEND FastAPI Orchestrator

统一任务状态与硬件访问

CAMERACALIBRATIONPERCEPTIONPLANNINGSAFETYTASK STATE
接口与执行
MCP Agent 接口 自然语言复用安全抓取链
A1Z + G1Z 机械臂与夹爪 轨迹执行 · 抓取 · 归位
LOCAL-FIRST COMPUTE
YOLOE 推理坐标变换IK 求解轨迹规划机械臂控制
OPTIONAL CLOUD

VLM 仅用于语义消歧,不输出运动坐标