ROS2语音交互
1、环境准备
系统要求
操作系统：Ubuntu 22.04
ROS2 版本：Humble
安装依赖库
# 1. 更新源
sudo apt update
# 2. 安装 ROS2 基础包
# (如果已安装ROS2，跳过)
sudo apt install ros-humble-desktop -y
# 3. 安装本项目依赖（同时支持串口和I2C）
sudo apt install python3-pip ros-humble-rviz2 ros-humble-visualization-msgs -y
pip3 install pyserial smbus2
# 4. 如果使用 I2C 接线，额外安装
sudo apt install python3-smbus2 i2c-tools -y2、三种接线方式说明
AI语音交互模块支持以下三种接线方式：
自动检测机制
ROS2节点启动时会按以下顺序自动检测接线方式：
先尝试串口：依次检测
/dev/ttyUSB0→/dev/ttyACM0→/dev/ttyAMA0→/dev/ttyS0再尝试 I2C：检测
/dev/i2c-1上是否存在从机0x2A串口检测只需设备文件存在且可打开即认为可用，无需额外验证
检测到任意一种方式后即停止检测并锁定使用该方式。无需任何手动配置。
3、IIC 协议说明
IIC 从机配置
寄存器定义
4、串口协议说明 (Type-C / UART)
帧格式
每帧固定为 5字节：
波特率
固定 115200 bps。
5、创建工作空间与目录结构
创建目录
mkdir -p ~/juxi_speech_ws/src
cd ~/juxi_speech_ws/src创建 ROS2 功能包
ros2 pkg create --build-type ament_python juxi_voice --license MIT最终目录结构
~/juxi_speech_ws/
├── build/
├── install/
├── log/
└── src/
└── juxi_voice/
├── package.xml
├── setup.py # (替换为本项目提供的)
├── juxi_voice.rviz # (新建：RViz预配置文件)
├── resource/
│ └── juxi_voice
└── juxi_voice/
├── __init__.py
├── voice_node.py # (新建：语音节点)
└── rviz_control.py # (新建：RViz控制节点)6、文件内容与放置
文件 1：voice_node.py (语音控制节点)
位置：~/juxi_speech_ws/src/juxi_voice/juxi_voice/voice_node.py
核心功能：
自动检测 Type-C / UART / IIC 接线方式
统一命令词映射表（114条命令词）
根据接线方式使用对应的通信后端
关键架构：
# 统一命令数据: ID → (串口字节2, 串口字节3, 命令文本, 播报模式)
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"),
...
}
# 自动检测函数
def detect_connection(logger):
# 1. 尝试 I2C
# 2. 尝试串口 /dev/ttyUSB0, /dev/ttyACM0, /dev/ttyAMA0, /dev/ttyS0
...（完整代码请查看项目提供的 voice_node.py 文件）
文件 2：rviz_control.py (RViz 控制节点)
位置：~/juxi_speech_ws/src/juxi_voice/juxi_voice/rviz_control.py
订阅 /juxi_voice_cmd 话题接收命令文本，根据命令更新立方体可视化。
（完整代码请查看项目提供的 rviz_control.py 文件）
文件 3：修改 setup.py
位置：~/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、编译与运行
编译
cd ~/juxi_speech_ws
colcon build --symlink-install环境变量
source ~/juxi_speech_ws/install/setup.bash
# 或写入 ~/.bashrc
echo "source ~/juxi_speech_ws/install/setup.bash" >> ~/.bashrc权限设置
# I2C 权限
sudo chmod 666 /dev/i2c-1
# 串口权限
sudo chmod 666 /dev/ttyUSB0
sudo chmod 666 /dev/ttyACM0
sudo chmod 666 /dev/ttyAMA0
# 或加入用户组
sudo usermod -aG dialout $USER
sudo usermod -aG i2c $USER运行节点（3 个终端）
终端 1：语音节点
cd ~/juxi_speech_ws
source install/setup.bash
ros2 run juxi_voice voice_node启动时会显示检测到的接线方式：
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)或
自动检测: UART /dev/ttyUSB0
语音节点启动完成 - UART /dev/ttyUSB0终端 2：RViz 控制节点
cd ~/juxi_speech_ws
source install/setup.bash
ros2 run juxi_voice rviz_control终端 3：RViz 可视化（直接加载预配文件，无需手动设置）
rviz2 -d ~/juxi_speech_ws/src/juxi_voice/juxi_voice.rviz或者先打开 RViz 再加载：
rviz2
# 菜单栏: File → Open Config → 选择 juxi_voice.rviz8、RViz 预配说明
juxi_voice.rviz 已预配好以下内容，启动即可使用，无需任何手动操作：
Fixed Frame：
mapMarker 显示：已订阅
/juxi_visual_marker（单标记）MarkerArray 显示：已订阅
/juxi_visual_markers（多标记：机械臂、电量、报警等）视角：从斜上方观察，中心点在原点
9、使用方法
唤醒
对着模块说 "你好小犀" → 模块回复 "我在"
发指令
"小车前进" → 方块前进
"亮红灯" → 方块变红色
"打开流水灯" → 颜色循环变化
"报警" → 红色脉冲球体
"显示电量" → 电量文字
主机触发播报
# 被动播报
ros2 topic pub /juxi_passive_play std_msgs/msg/String "data: '这是红色'"
# 功能词播报
ros2 topic pub /juxi_func_play std_msgs/msg/String "data: '欢迎语'"
# 命令词播报
ros2 topic pub /juxi_cmd_play std_msgs/msg/String "data: '小车前进'"10、命令词ID对照表
功能词 (ID 1-10)
命令词 (ID 11-83, 113)
被动播报词 (ID 84-112, 114)
11、ROS2 话题说明
12、常见问题排查
启动时报"未检测到AI语音交互模块"
检查接线方式对应的设备文件是否存在：
# I2C 接线
ls /dev/i2c-1
sudo i2cdetect -y 1 # 应看到 0x2A
# Type-C 接线
ls /dev/ttyUSB0 /dev/ttyACM0
# UART 接线
ls /dev/ttyAMA0 /dev/ttyS0串口权限报错
sudo chmod 666 /dev/ttyUSB0 # 或 /dev/ttyACM0 等I2C 权限报错
sudo chmod 666 /dev/i2c-1RViz 里没有方块
检查 Fixed Frame 是否为
map检查 Topic 是否为
/juxi_visual_marker
唤醒后说指令没反应
ros2 topic echo /juxi_voice_cmd有数据 → RViz 配置问题；无数据 → 接线/通信异常。