舵机与 IMU 标定
本章目标：做三件真机侧的标定工作——舵机零位校准、IMU 六面校准、以及 HD1910 台架数据采集（为第 10 章的 BAM 参数拟合提供实测数据）。
8.1 舵机零位校准
舵机出厂的中位未必与机械零位一致。零位校准流程：
- 给舵机发送 0 位置指令；
- 手动检查舵盘是否指向机械设计零位；
- 若不齐，记录偏移量，写入
configd的偏移表； - 每个关节独立校准，保存偏移到板端配置。
# 示例：通过配置服务校准单个舵机
configd set-servo-offset --id 1 --offset +12
零位不准会直接导致策略动作落在错误位置，表现为"鸭子歪着站"。这是 Sim2Real 之前必须先解决的硬件前提。
8.2 关节限位标定
每个关节的物理转动范围必须写入仿真（MJCF 的 limits）和板端（舵机目标限制）：
- 手动缓慢驱动每个关节，记录机械硬限位角度；
- 与第 4 章 MJCF 的
limits对比； - 若仿真范围大于硬件，训练出的策略可能在真机上到达"不可能的角度"，造成机械卡死或舵机堵转。
8.3 IMU 六面校准
IMU 零偏漂移是步态不稳定的另一大来源。六面校准法：
- 让 IMU 依次朝上、朝下、朝前、朝后、朝左、朝右六个方向静置；
- 采集每面加速度计/陀螺仪读数，求零偏；
- 写入 IMU 校准参数，消除静态漂移。
# 示例：进入校准模式，依次放置六面
robotd imu-calibrate --faces 6
8.4 HD1910 台架数据采集（核心，供 BAM 拟合）
第 10 章要用实测数据拟合 BAM 模型，需要先做台架实验。把 HD1910 固定到台架，进行四类测试：
8.4.1 阶跃响应测试（拟合带宽）
给舵机输入阶跃位置指令，记录目标位置、实际磁编码位置、时间序列。
t,target_pos,actual_pos,torque,voltage
0.000,0.0,0.001,0.00,7.4
0.002,0.5,0.003,0.01,7.4
0.004,0.5,0.012,0.02,7.4
...
8.4.2 扭矩-转速测试
不同负载/电压下，记录最大持续扭矩与空载转速，用于拟合最大扭矩参数。
8.4.3 摩擦与齿隙测试
- 正反方向慢速转动，测量粘性摩擦与库仑摩擦；
- 来回摆动，测量死区/滞后（齿隙）。
8.4.4 转子惯量
结合阶跃响应与已知负载，反向辨识转子惯量。
8.5 台架数据 → BAM 参数拟合脚本
仓库提供 scripts/calibration/hd1910_bench_data_process.py：
python scripts/calibration/hd1910_bench_data_process.py \
--csv data/hd1910_bench/hd1910_step_response.csv \
--out experiments/exp01_standup/bam_params.json
输出 bam_params.json：
{
"bandwidth_hz": 22.0,
"b_viscous": 0.0018,
"tau_coulomb": 0.009,
"J_rotor": 1.2e-6,
"servo_model": "HD1910",
"voltage": 7.4,
"unit": "SI(kg,m,s,rad)"
}
拟合算法：对简化一阶带宽模型做最小二乘拟合（scipy.optimize.minimize），见第 10 章代码详解。
8.6 消融对比设计（写入书稿实验）
为量化标定的价值，设计对照：
- 方案 A：使用经验估算的 BAM 参数训练；
- 方案 B：使用台架实测拟合的 BAM 参数训练；
- 对比两者在真机上的迁移成功率（站立稳定时长、行走成功率）。
8.7 工程踩坑实录
- IMU 未六面校准：姿态缓慢漂移，鸭子越站越歪。校准后恢复。
- 台架数据采样率不足：阶跃响应太快，采样跟不上，带宽拟合失真。提高采样率（>500Hz）后重采。
8.8 本章小结
完成本章，你已有：
- 校准好的舵机零位与关节限位；
- 校准好的 IMU；
- 一份可用于 BAM 拟合的 HD1910 台架实测数据。
下一章进入仿真世界：搭建 MuJoCo-Warp + mjlab 环境，为训练做准备。