ROS2 음성 인터랙션

1、환경 준비

시스템 요구 사항

• 운영 체제: Ubuntu 22.04

• ROS2 버전: Humble

의존성 라이브러리 설치

# 1. 소스 업데이트
sudo apt update

# 2. ROS2 기본 패키지 설치
# (ROS2가 이미 설치되어 있으면 건너뜀)
sudo apt install ros-humble-desktop -y

# 3. 본 프로젝트 의존성 설치(시리얼과 I2C 동시 지원)
sudo apt install python3-pip ros-humble-rviz2 ros-humble-visualization-msgs -y
pip3 install pyserial smbus2

# 4. I2C 배선을 사용하는 경우 추가 설치
sudo apt install python3-smbus2 i2c-tools -y

---

2、세 가지 배선 방식 설명

AI 음성 인터랙션 모듈은 다음 세 가지 배선 방식을 지원합니다.

자동 감지 메커니즘

ROS2 노드는 시작할 때 다음 순서에 따라 배선 방식을 자동 감지합니다.

1. 먼저 시리얼 포트 시도: /dev/ttyUSB0 → /dev/ttyACM0 → /dev/ttyAMA0 → /dev/ttyS0 순으로 감지

2. 다음으로 I2C 시도: /dev/i2c-1 에 슬레이브 0x2A 가 존재하는지 감지

3. 시리얼 포트 감지는 장치 파일이 존재하고 열 수 있으면 사용 가능한 것으로 간주하며, 추가 검증은 필요하지 않습니다.

어느 한 방식이 감지되면 감지를 중단하고 해당 방식을 고정하여 사용합니다. 수동 설정은 전혀 필요하지 않습니다.

---

3、IIC 프로토콜 설명

IIC 슬레이브 설정

레지스터 정의

---

4、시리얼 포트 프로토콜 설명 (Type-C / UART)

프레임 형식

각 프레임은 5바이트 로 고정됩니다.

보드레이트

115200 bps 로 고정됩니다.

---

5、작업 공간 및 디렉터리 구조 생성

디렉터리 생성

mkdir -p ~/juxi_speech_ws/src
cd ~/juxi_speech_ws/src

ROS2 기능 패키지 생성

ros2 pkg create --build-type ament_python juxi_voice --license MIT

최종 디렉터리 구조

~/juxi_speech_ws/
├── build/
├── install/
├── log/
└── src/
    └── juxi_voice/
        ├── package.xml
        ├── setup.py           # (본 프로젝트에서 제공하는 파일로 교체)
        ├── juxi_voice.rviz    # (신규 생성: RViz 사전 설정 파일)
        ├── resource/
        │   └── juxi_voice
        └── juxi_voice/
            ├── __init__.py
            ├── voice_node.py    # (신규 생성: 음성 노드)
            └── rviz_control.py  # (신규 생성: RViz 제어 노드)

---

6、파일 내용 및 배치

파일 1: voice_node.py (음성 제어 노드)

위치: ~/juxi_speech_ws/src/juxi_voice/juxi_voice/voice_node.py

핵심 기능:

• Type-C / UART / IIC 배선 방식 자동 감지

• 통합 명령어 매핑 테이블 (명령어 114개)

• 배선 방식에 따라 해당 통신 백엔드 사용

핵심 아키텍처:

# 통합 명령 데이터: ID → (시리얼 바이트2, 시리얼 바이트3, 명령 텍스트, 재생 모드)
CMD_DATA = {
    1:  (0x01, 0x00, "欢迎语", "被"),
    3:  (0x03, 0x00, "你好小犀", "主"),
    14: (0x00, 0x04, "小车前进", "主"),
    84: (0xFF, 0x5F, "这是红色", "被"),
    ...
}

# 자동 감지 함수
def detect_connection(logger):
    # 1. I2C 시도
    # 2. 시리얼 포트 /dev/ttyUSB0, /dev/ttyACM0, /dev/ttyAMA0, /dev/ttyS0 시도
    ...

(전체 코드는 프로젝트에서 제공하는 voice_node.py 파일을 참조하십시오)

파일 2: rviz_control.py (RViz 제어 노드)

위치: ~/juxi_speech_ws/src/juxi_voice/juxi_voice/rviz_control.py

/juxi_voice_cmd 토픽을 구독하여 명령 텍스트를 수신하고, 명령에 따라 큐브 시각화를 업데이트합니다.

(전체 코드는 프로젝트에서 제공하는 rviz_control.py 파일을 참조하십시오)

파일 3: setup.py 수정

위치: ~/juxi_speech_ws/src/juxi_voice/setup.py

entry_points={
    'console_scripts': [
        'voice_node = juxi_voice.voice_node:main',
        'rviz_control = juxi_voice.rviz_control:main',
    ],
},

---

7、빌드 및 실행

빌드

cd ~/juxi_speech_ws
colcon build --symlink-install

환경 변수

source ~/juxi_speech_ws/install/setup.bash
# 또는 ~/.bashrc에 추가
echo "source ~/juxi_speech_ws/install/setup.bash" >> ~/.bashrc

권한 설정

# I2C 권한
sudo chmod 666 /dev/i2c-1
# 시리얼 포트 권한
sudo chmod 666 /dev/ttyUSB0
sudo chmod 666 /dev/ttyACM0
sudo chmod 666 /dev/ttyAMA0
# 또는 사용자 그룹에 추가
sudo usermod -aG dialout $USER
sudo usermod -aG i2c $USER

노드 실행 (터미널 3개)

터미널 1: 음성 노드

cd ~/juxi_speech_ws
source install/setup.bash
ros2 run juxi_voice voice_node

시작 시 감지된 배선 방식이 표시됩니다:

自动检测: IIC /dev/i2c-1 (从机地址 0x2A)
语音节点启动完成 - IIC /dev/i2c-1 (从机地址 0x2A)

또는

自动检测: UART /dev/ttyUSB0
语音节点启动完成 - UART /dev/ttyUSB0

터미널 2: RViz 제어 노드

cd ~/juxi_speech_ws
source install/setup.bash
ros2 run juxi_voice rviz_control

터미널 3: RViz 시각화 (미리 설정된 파일을 바로 로드하므로 수동 설정 불필요)

rviz2 -d ~/juxi_speech_ws/src/juxi_voice/juxi_voice.rviz

또는 RViz 를 먼저 열고 로드:

rviz2
# 메뉴 바: File → Open Config → juxi_voice.rviz 선택

---

8、RViz 사전 설정 설명

juxi_voice.rviz 에는 다음 내용이 미리 설정되어 있어 실행하면 바로 사용할 수 있으며, 수동 조작이 전혀 필요하지 않습니다:

• Fixed Frame: map

• Marker 표시: /juxi_visual_marker 구독 완료 (단일 마커)

• MarkerArray 표시: /juxi_visual_markers 구독 완료 (다중 마커: 로봇 암, 배터리, 알람 등)

• 시점: 비스듬한 위쪽에서 관찰하며 중심점은 원점

---

9、사용 방법

웨이크

모듈을 향해 "你好小犀" 라고 말합니다 → 모듈이 "我在" 라고 응답합니다

명령 전송

• "小车前进" → 사각형 전진

• "亮红灯" → 사각형이 빨간색으로 변함

• "打开流水灯" → 색상이 순환 변화

• "报警" → 빨간색 펄스 구체

• "显示电量" → 배터리 텍스트

호스트에서 재생 트리거

# 수동 재생
ros2 topic pub /juxi_passive_play std_msgs/msg/String "data: '这是红色'"
# 기능어 재생
ros2 topic pub /juxi_func_play std_msgs/msg/String "data: '欢迎语'"
# 명령어 재생
ros2 topic pub /juxi_cmd_play std_msgs/msg/String "data: '小车前进'"

---

10、명령어 ID 대조표

기능어 (ID 1-10)

명령어 (ID 11-83, 113)

수동 재생 문구 (ID 84-112, 114)

---

11、ROS2 토픽 설명

---

12、자주 묻는 질문

시작 시 "AI 음성 인터랙션 모듈이 감지되지 않았습니다" 오류 발생

배선 방식에 해당하는 장치 파일이 존재하는지 확인합니다:

# I2C 배선
ls /dev/i2c-1
sudo i2cdetect -y 1   # 0x2A가 보여야 함

# Type-C 배선
ls /dev/ttyUSB0 /dev/ttyACM0

# UART 배선
ls /dev/ttyAMA0 /dev/ttyS0

시리얼 포트 권한 오류

sudo chmod 666 /dev/ttyUSB0   # 또는 /dev/ttyACM0 등

I2C 권한 오류

sudo chmod 666 /dev/i2c-1

RViz 에 사각형이 없음

• Fixed Frame 이 map 인지 확인

• Topic 이 /juxi_visual_marker 인지 확인

웨이크 후 명령을 말해도 반응이 없음

ros2 topic echo /juxi_voice_cmd

데이터가 있음 → RViz 설정 문제, 데이터가 없음 → 배선/통신 이상.

관련 제품

AI 음성 인터랙션 모듈→