Программное обеспечение

Робоголова Bbrain работает на полноценной ROS-архитектуре, обеспечивающей согласованное взаимодействие всех компонентов. Программная платформа построена по модульному принципу, где каждый аппаратный компонент управляется отдельным ROS-пакетом.

Схема взаимодействия программной и аппаратной части Робоголовы

Базовая программная среда

• Операционная система: Ubuntu 20.04 LTS (оптимизированная для Raspberry Pi 4)

• Middleware: ROS Noetic Ninjemys

• Языки программирования:

  • Python (основной)

  • C++ (для ресурсоемких задач)

Структура ROS-пакетов

Важно Все представленные ниже ROS-пакеты по умолчанию запускаются центральным пакетом robohead_controller. Если вам необходимо протестировать какую-либо аппаратную часть отдельно, перейдите в раздел Режим отладки каждого пакета.

Центральную роль играет пакет robohead_controller, который координирует работу всех подсистем через систему ROS-топиков и сервисов. Основные функциональные пакеты:

1. Управление аппаратными компонентами (драйвера)

   • display_driver — вывод графики на круглый дисплей и работа с тачскрином

   • ears_driver — контроль сервоприводов «ушей»

   • neck_driver — управление шейными сервоприводами

   • sensor_driver — мониторинг состояния батареи

   • speakers_driver — работа с аудиовыходом

   • usb_cam — работа с видеопотоком

   • respeaker_driver — обработка звуковых данных с микрофонного массива

2. Обработка данных

   • voice_recognizer_pocketsphinx — распознавание голосовых команд из аудио-потока пакета respeaker_driver

3. Интеграционные модули

   • robohead_controller — базовый пакет, осуществляющий слаженную работу драйверов

   • turtlebro_controller — взаимодействие с роботом TurtleBro

   • mors_controller — взаимодействие с робособакой МОРС

4. Системные утилиты

   • ru4sphinx — утилита для конвертации списка фраз в словарь для распознавания русской речи в ROS-пакете voice_recognizer_pocketsphinx

Визуализация топологии

Ниже приведена схема взаимодействия ROS-пакетов, отображаемая с помощью инструмента rqt_graph:

rqt_graph