6.5.1 小车人体跟随

案例简介

本案例展示了 K1 平台驱动 AGV 小车完成多模态交互与自主移动的能力。系统通过深度集成 ROS2 框架，实现了高精度的路径规划、动态避障及稳定的人体跟随功能。采用 Function Call 技术架构，支持用户通过自然语音指令与 AGV 小车进行实时交互，构建了智能化的人机协作系统。该解决方案充分融合了环境感知、运动控制和语音交互等关键技术，展现了家庭服务和工业级 AGV 的智能化应用前景。

硬件清单

基于 K1 芯片的开发板一块（配套电源）
轮趣教育版 ROS 小车一辆
单目相机一个
环形麦克风一个
USB 声卡或者扬声器一个

案例框架和控制流程

上图展示了 AGV 小车跟随案例在 ROS2 系统中的整体框架与流程控制，主要由以下四个节点组成：

1）agv_master_node：主控节点，负责整体流程控制。

监听 /angle_topic 话题获取是否唤醒和唤醒角度信息；
发送 /cmd_vel 话题控制小车转向目标角度；
调用 spacemit_audio/record.py 执行录音，根据录音执行函数调用（由 FunctionControllerNode 节点管理）；
根据语音结果决定是否启动跟随（通过服务 /toggle_follow 触发）；
其它控制指令直接通过 /cmd_vel 发布。

2）agv_follow_node：视觉跟随节点，实现对目标行人的跟踪控制。

视觉线程检测图像中最接近中心的人，发布 /detection_image 话题给主线程；
主线程根据监测信息计算并发布 /cmd_vel 控制速度；
服务线程监听 /toggle_follow 服务来控制是否启用跟随。

3）myagv_mic_node：麦克风节点，进行声源定位和语音唤醒。

进行声源检测，发布 /angle_topic（包含角度 + 是否唤醒）。

4）myagv_odometry：底盘节点，提供小车位置（/odom）和接受控制（/cmd_vel）。

根据 /cmd_vel 控制小车移动；
发布 /odom 供主控节点判断方向；
可替换为真实或仿真底盘控制模块。

环境搭建

下载主程序代码

git clone https://github.com/elephantrobotics/jobot-ai-elephant.git ~/

安装系统依赖

sudo apt update
sudo apt install -y \
  libopenblas-dev \
  portaudio19-dev \
  python3-dev \
  ffmpeg \
  python3-spacemit-ort \
  libcjson-dev \
  libasound2-dev

安装 ROS 依赖

1）安装依赖包

sudo apt install -y ros-dev-tools ros-humble-ros-base python3-venv ros-humble-xacro \
  ros-humble-joint-state-publisher ros-humble-'tf2*' \
  ros-humble-'nav*' ros-humble-slam-toolbox ros-humble-tf-transformations

2）构建小车的 ROS 包

mkdir -p ~/agv_ws/src
cd ~/agv_ws/src
git clone https://gitee.com/cookieee/agv-elephant-ros2-pkgs.git

cd ~/agv_ws/
source /opt/ros/humble/setup.zsh
colcon build

安装 Python 依赖

1）创建 Python 虚拟环境

virtualenv ~/audio-env

2）配置 pip 源为进迭时空镜像源

pip config set global.extra-index-url https://git.spacemit.com/api/v4/projects/33/packages/pypi/simple
pip config set --extra-index-url https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/pypi/web/simple

3）安装 Python 依赖

cd ~/jobot-ai-elephant/spacemit_audio
source ~/audio-env/bin/activate
pip install -r requirements.txt

# 额外安装opencv依赖
pip install lap transforms3d cython-bbox opencv-python==4.6.8.1

配置 udev

1）配置udev规则将硬件设备映射到系统设备索引

echo 'KERNEL=="ttyACM*", ATTRS{idVendor}=="1a86", ATTRS{idProduct}=="55d4",MODE:="0777",SYMLINK+="wheeltec_mic"' >/etc/udev/rules.d/myagv_mic.rules

echo 'KERNEL=="ttyACM*", ATTRS{idVendor}=="1a86", ATTRS{idProduct}=="55d3",MODE:="0777",SYMLINK+="agv_odom"' >/etc/udev/rules.d/myagv_odom.rules

echo  'KERNEL=="ttyUSB*", ATTRS{idVendor}=="1a86", ATTRS{idProduct}=="7523",MODE:="0777",SYMLINK+="agv_lidar"' >/etc/udev/rules.d/myagv_lidar.rules

2）使设置生效

sudo udevadm control --reload-rules
sudo udevadm trigger

编译 ydlidar_sdk

git clone https://github.com/YDLIDAR/YDLidar-SDK.git ~
cd ~/YDLidar-SDK
mkdir build && cd build
cmake ..
cmake --build . -- -j8
sudo cmake --install .

音频权限设置

执行下述命令将当前用户加入 audio 用户组，从而赋予用户访问和管理音频设备的权限：

sudo usermod -aG audio $USER

启动程序

启动 ROS

1）获取 ROS 环境

source /opt/ros/humble/setup.zsh
source ~/agv_ws/install/setup.zsh

2）启动底盘控制系统

ros2 launch myagv_odometry myagv_only_move.launch.py

3）启动语音唤醒服务

ros2 run jobot_mic myagv_mic_node

启动 Python 节点

1）获取 ROS 环境

source /opt/ros/humble/setup.zsh

2）激活 Python 虚拟环境

source ~/audio-env/bin/activate

3）启动跟踪节点

cd ~/jobot-ai-elephant
python agv_follow_node.py

4）启动AI pipeline节点

cd ~/jobot-ai-elephant
python agv_master_node.py

注意事项

唤醒词：小微小微每次唤醒时，小车会先停止当前运动，然后旋转到用户方向，随后开始录音，录音的最大时长 5 秒。
提示词：跟我走、停止跟随、原地旋转、向前走、向后走、向前走两步、向后走两步、向左转、向右转

6.5.1 小车人体跟随

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环境搭建​

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启动 ROS​

启动 Python 节点​

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