在前几期中，我们实现了PIPER机械臂的点位控制、轨迹录制与视觉识别。本期，我们‘脑洞大开’——用一部普通手机的陀螺仪，实现对机械臂的实时姿态遥操作。

无需专用设备，只需一个App和一段Python脚本，就能让机械臂‘模仿’你的手势动作。这不仅是技术的融合，更是人机交互方式的一次有趣探索。

更重要的是——所有代码已开源，欢迎动手实践！

摘要

本文实现了通过手机传感器数据（加速度计、陀螺仪、磁力计）控制机械臂的功能。数据通过 WebSocket 从手机实时传输到本地Python脚本，脚本经姿态解算后控制机械臂运动。

标签

手机传感器、姿态遥操、陀螺仪、姿态解算、EKF

代码仓库

github链接：https://github.com/agilexrobotics/Agilex-College/tree/master/piper/mobilePhoneCtl

功能演示

环境配置

• 操作系统：Ubuntu（推荐Ubuntu 18.04或更高版本）
• Python环境：Python 3.6或更高版本
• 克隆项目：

git clone https://github.com/agilexrobotics/Agilex-College.git
cd Agilex-College/piper/mobilePhoneCtl/

• 安装依赖库：

pip install -r requirements.txt --upgrade

• 确保已正确安装并配置 piper_sdk 及其硬件依赖。

手机 App 安装

本项目推荐使用 Sensor Stream IMU+（付费 App）进行手机端数据采集与推送。

• 前往官网或应用商店购买并安装 Sensor Stream IMU+。
• 该 App 支持 iOS 和 Android。

App 使用方法

1. 打开 Sensor Stream IMU+ App。
2. 在“Set IP Address”处输入运行本脚本的电脑 IP 地址和端口（默认 5000），如 192.168.1.100:5000。
3. 选择要推送的传感器（Accelerometer、Gyroscope、Magnetometer）。
4. 设置合适的 update interval（如 20ms）。
5. 点击“Start Streaming”开始推送数据。

Python 脚本使用

1. 连接机械臂并激活CAN模块。

sudo ip link set can0 up type can bitrate 1000000

2. 运行本目录下的 main.py：

python3 main.py

3. 脚本启动后会显示本机 IP 地址和端口，请在 App 中填写一致。
4. 当 App 开始推送数据后，脚本会自动进行姿态解算，并通过 piper_sdk 控制机械臂末端姿态。

数据传输与机械臂控制说明

• 手机端通过 WebSocket 实时推送三轴加速度、陀螺仪和磁力计数据到 Python 脚本。
• 脚本使用扩展卡尔曼滤波（EKF）算法进行姿态解算，获得欧拉角（roll, pitch, yaw）。
• 解算结果实时通过 piper_sdk 的 EndPoseCtrl 接口发送给机械臂，实现姿态控制。

注意事项

• 请确保手机和电脑处于同一局域网内，且防火墙允许 5000 端口通信。
• 机械臂运动前请确保安全，避免碰撞。
• 若需修改端口或初始位置，请编辑 main.py 中相关参数。

参考文献

• 基于EKF的航姿解算(AHRS)

结语

最后，不知道大家学‘废’了吗，控制机械臂不需要复杂的编程，有时候，只需要一部手机和一个好点子。下一期将更进一步：脱离手机，直接通过手势识别控制机械臂，实现“手在哪，臂就到哪”的自然交互。敬请期待：《松灵PIPER机械臂手势识别与位置映射》！