Model And Launch

模型、动作数据与 launch 工程参考

本页解释模型文件、动作数据、launch 参数和 BxiExample 之间的关系。它补足一个常见缺口：状态类写好了，但模型路径、数据文件、发布保护没有接完整。

1. 文件安装路径

模型和动作数据放在：

src/bxi_example_py_elf3/data/

setup.py 中：

def get_data_files():
    source_dir = 'data'
    target_dir = os.path.join('share', package_name, 'data')

这会把 data/ 下所有文件安装到：

install/bxi_example_py_elf3/share/bxi_example_py_elf3/data/

因此新增 .npz / .onnx 后需要重新：

colcon build --packages-select bxi_example_py_elf3

如果正在使用热重载，不建议用 --symlink-install。普通 build 会在修改完成后更新 install/ 目录，从而触发一次热重载；--symlink-install 会让编辑器自动保存直接触发重载。

2. launch 负责运行环境

仿真 launch：

src/bxi_example_py_elf3/launch/example_demo.launch.py

硬件 launch：

src/bxi_example_py_elf3/launch/example_demo_hw.launch.py

launch 只负责启动环境和节点参数，例如：

{"/topic_prefix": "simulation/"}
{"/state_machine_config": state_machine_config}
{"/hot_reload": True}

模型路径不再通过 launch 的 npz_file_dict / onnx_file_dict 传入。

3. BxiExample 如何声明模型

模型在：

src/bxi_example_py_elf3/bxi_example_py_elf3/bxi_example_demo.py

load_models() 中直接声明：

self.withoutarm: HumanoidGaitPolicyLiteIsaaclab = HumanoidGaitPolicyLiteIsaaclab(
    model_file("isaaclab_model/withoutarm.onnx")
)

model_file() 会从包的 data/ 目录解析文件路径，并记录当前模型文件。记录到的 .onnx / .npz 会参与热重载监控。热重载调试时推荐普通 build，不使用 --symlink-install，避免自动保存导致频繁重载。

如果要换模型，直接改这里：

self.withoutarm: HumanoidGaitPolicyLiteIsaaclab = HumanoidGaitPolicyLiteIsaaclab(
    model_file("isaaclab_model/new_withoutarm.onnx")
)

热重载细节看 热重载。

4. 什么时候改 launch，什么时候改 YAML

改 launch：

• 切换仿真或硬件入口。
• 调整 topic_prefix。
• 调整 state_machine_config。
• 调整 /hot_reload 默认值。
• 调整硬件启动时需要附带的底层节点或辅助节点。

改 bxi_example_demo.py：

• 新增或替换 .npz / .onnx 模型文件。
• 新增 BxiExample 中要加载的模型对象。
• 调整模型构造参数，例如 start_frame。

改状态机 YAML：

• 新增状态。
• 新增状态切换。
• 调整 transition。
• 调整状态构造参数。

改遥控器 YAML：

• 绑定按键。
• 改组合键。
• 改输出到哪个 btn_N=value。
• 调整 system.* 动作，让遥控器触发启动、停止或其他运维命令。

硬件入口通常还会包含单实例保护，避免同一个硬件控制链被重复启动。如果启动时报已有实例在运行，先通过停止动作或手动清理已有进程，再重新启动。

遥控器的 system action 可以同时编排主控制节点和辅助节点。文档不要依赖某条具体命令；实际部署以 src/remote_controller/config/xbox_default.yaml 中的 system、system_mutexes 和 system_reset_motion_after 为准。

5. 模型对象命名规范

推荐两处使用同一个 key：

BxiExample member: self.wave_motion
state params policy_attr: wave_motion

好处：

• 状态类可以通过 getattr(ctx, policy_attr) 找到模型。
• 发布保护的 model_keys 可以直接写同一个名字。
• 脚本能删除 self.wave_motion = ... 初始化块。

6. 状态类如何引用模型

推荐：

class WaveMotionState(RobotControlState):
    def __init__(self, name: str, state_id: int, policy_attr: str = "wave_motion"):
        super().__init__(name, state_id)
        self.policy_attr = policy_attr

    def _policy(self, ctx: BxiExample):
        return getattr(ctx, self.policy_attr)

YAML：

wave_motion:
  behavior: WaveMotionState
  params:
    policy_attr: wave_motion

这样同一个状态类可以复用到多个模型：

wave_left:
  behavior: WaveMotionState
  params:
    policy_attr: wave_left

wave_right:
  behavior: WaveMotionState
  params:
    policy_attr: wave_right

7. 模型预热

进入模型状态前推荐：

def on_prepare_enter(self, ctx, from_state, transition):
    super().on_prepare_enter(ctx, from_state, transition)
    policy = self._policy(ctx)
    policy.timestep = policy.start_frame
    if hasattr(policy, "timeinit"):
        policy.timeinit = 0.0
    ctx.preheat_model(policy)

预热作用：

• 用当前观测先推理一次。
• 填充模型历史观测。
• 让 get_first_frame() 能拿到更合理的 target_dof_pos。

如果模型预热也需要速度命令，使用状态自己的 get_cmd_vel(ctx)：

ctx.preheat_model(
    policy,
    with_cmd_vel=True,
    cmd_vel=self.get_cmd_vel(ctx),
)

这样会使用当前状态 YAML 中配置的 speed_profile。没有 speed_profile 时得到零速度，避免未声明速度能力的状态被遥控速度影响。

8. 第一帧

模型状态应该实现：

def get_first_frame(self, ctx):
    policy = self._policy(ctx)
    qpos = getattr(policy, "target_dof_pos", None)
    if qpos is None:
        qpos = getattr(policy, "default_dof_pos", None)
    if qpos is None:
        return None
    return self._motor_frame(qpos, policy.kps, policy.kds)

这样 first_frame_switch 或自定义进入过渡可以平滑进入模型状态。

9. 发布保护和 model_keys

如果动作是高危内部动作，写：

protected_states:
  wave_motion:
    behavior: WaveMotionState
    model_keys: [wave_motion]
    files:
      - ../data/wave_motion.npz
      - ../data/wave_motion.onnx

model_keys 会影响：

• demo node 中的 self.<model_key> = ... 或 self.<model_key>: Type = ... 初始化块。

要删除的 .npz / .onnx 必须显式写在 files 中。model_keys 不会隐式删除模型文件。

10. 常见错误

模型成员不存在：

• bxi_example_demo.py 没声明 self.<model_key>。
• YAML 的 policy_attr 和 BxiExample 成员名不一致。
• 热重载失败后仍在使用旧代码，查看日志中的 hot reload failed。

模型文件找不到：

• 文件不在 data/。
• model_file("...") 里的文件名写错。
• 当前运行环境没有看到新增文件；普通 build 场景下需要重新 colcon build --packages-select bxi_example_py_elf3。

状态进入时第一帧为空：

• 没调用 ctx.preheat_model(policy)。
• 模型预热需要速度输入，但没传 cmd_vel=self.get_cmd_vel(ctx)。
• policy 没有 target_dof_pos 或 default_dof_pos。

发布版还残留模型：

• release_protection.yaml 没写 model_keys。
• files 没写对应 .npz / .onnx。
• self.<model_key> 名字和 model key 不一致，脚本无法匹配。