遨博协作机器人ROS开发 - 麦克风阵列语音模块ROS驱动
目录
一、简介
二、环境版本
三、学习目标
四、知识储备
五、任务实施
六、任务拓展
七、课堂小结
八、课后练习
一、简介
大家好，欢迎关注遨博学院带来的系列技术分享文章（协作机器人ROS开发），在前面课程中我们讲解了Intel RealSense深度相机ROS驱动相关知识，接下来我们来学习机器感知中语音使用到的硬件（麦克风阵列语音模块）在ROS下的驱动。
麦克风阵列语音模块ROS驱动
二、环境版本
- 主机系统版本：Windwos10 64位
- 处理器型号：Intel-i7
- 虚拟机版本：VMware Workstation 16 Pro
- 虚拟机系统：Ubuntu 18.04.6 LTS
- ROS版本：Melodic
三、学习目标
四、知识储备
下面开始介绍本节内容的知识点：
首先学习什么是麦克风阵列（Microphone Array），从字面上，指的是麦克风的排列。也就是说由一定数目的声学传感器（一般是麦克风）组成，用来对声场的空间特性进行采样并处理的系统。
智能扬声器设计中使用的典型麦克风模式分为如下两种。环形阵列和线性阵列设计。区别如下。
麦克风阵列有以下功能特点。
人机交互过程中的噪声可以分为以下几类：回声，混响，干扰和背景噪声。
相应的麦克风阵列具备这样的功能：回声控制，回声消除，回声抑制；波束形成，声源定位，语音增强；去混响，干扰抑制，盲源分离；噪声控制，主动噪声控制，降噪。
接下来认识麦克风阵列语音模块。
五、任务实施
1.安装ROS驱动程序。
将本课程中使用的驱动包拷贝至遨博学院ROS工作空间src目录并解压。使用rosdep命令安装缺失的依赖项。
安装respeaker ROS python依赖包。
之后执行如下命令，初始化工作空间并构建respeaker ROS功能包。
2.对语音模块提供外部设备许可。
3.运行respeaker程序功能包。
在第三个Tab页面，执行如下命令查看topic列表。
可以通过rostopic echo命令查看主题实时输出信息。例如查看声源定位方向，执行如下命令。
其中声源定位角度定义如图所示。
也可以通过rostopic pub命令控制LED灯状态，例如在刚才第三个Tab页面执行如下命令。
六、任务拓展
尝试使用开放式嵌入式试听系统ODAS进行声源方位可视化查看
开源地址如下。
七、课堂小结
下面我们进行课堂小结：
1.简述麦克风阵列语音模块ROS驱动中发布的主题名称及含义。
2.在使用ROS驱动功能包前，需确保声学算法相应参数初始化完毕，否则无法正常使用。
八、课后练习
1.在遨博学院ROS虚拟机环境下完成麦克风阵列语音模块ROS驱动的部署与测试。
2.学习语音编程相关python库（语音识别、语音合成、自然语言处理等）的使用，为后续编写ROS应用打下基础。
在接下来的ROS课程中，我们会讲解机器人手眼标定原理，欢迎持续关注。
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