LKTX 0f0ad1b968 Restructure: place client code under voice_drone_assistant/

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2026-04-14 09:59:51 +08:00

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部署与运维手册（项目总结）

本文面向 生产/外场部署：说明 voice_drone_assistant 是什么、与云端 / ROS 伴飞桥 / PX4 如何衔接，以及 推荐启动顺序、环境变量与常见问题。
协议细节见 llmcon.md，通用配置索引见 PROJECT_GUIDE.md，伴飞桥行为见 FLIGHT_BRIDGE_ROS1.md，flight_intent 字段见 FLIGHT_INTENT_SCHEMA_v1.md。

1. 项目总结

1.1 定位

voice_drone_assistant 是板端 语音无人机助手：麦克风 → 降噪/VAD → SenseVoice STT → 唤醒词 → 用户一句指令 → 云端 WebSocket（LLM + TTS）或 本地 Qwen + Kokoro → 若服务端返回 flight_intent，可在本机 校验后执行（TCP Socket 旧路径，或 ROS 伴飞桥 推荐路径）。

1.2 推荐数据流（方案一：云 → 语音程序 → ROS 桥）

flowchart LR
  subgraph cloud [云端]
    WS[WebSocket LLM+TTS]
  end
  subgraph board [机载 香橙派等]
    MIC[麦克风]
    MAIN[main.py TakeoffPrintRecognizer]
    ROSPUB[子进程 publish JSON]
    BRIDGE[flight_bridge ros1_node]
    MAV[MAVROS]
  end
  FCU[PX4 飞控]

  MIC --> MAIN
  MAIN <-->|WSS pcm_asr_uplink + flight_intent| WS
  MAIN -->|ROCKET_FLIGHT_INTENT_ROS_BRIDGE| ROSPUB
  ROSPUB -->|std_msgs/String /input| BRIDGE
  BRIDGE --> MAV --> FCU

不把 ROS 直接暴露给公网：云端只连板子的 WSS/WS；飞控由 本机 MAVROS + 伴飞桥 执行。
TCP Socket（system.yaml → socket_server）是另一条试飞控通道，与云端无关；未起 Socket 服务端时仅会重连日志，不影响 ROS 方案。

1.3 目录与核心入口（仓库根 = `voice_drone_assistant/`）

路径	说明
`main.py`	语音助手入口
`with_system_alsa.sh`	建议包装启动，修正 Conda 与系统 ALSA
`voice_drone/main_app.py`	唤醒、云端/本地 LLM、TTS、`flight_intent` 执行策略
`voice_drone/flight_bridge/ros1_node.py`	ROS1 订阅 `/input`，执行 `flight_intent`
`voice_drone/flight_bridge/ros1_mavros_executor.py`	MAVROS：offboard / AUTO.LAND / RTL
`voice_drone/tools/publish_flight_intent_ros_once.py`	单次向 ROS 发布 JSON（主程序 ROS 桥会子进程调用）
`scripts/run_flight_bridge_with_mavros.sh`	一键：roscore（可选）+ MAVROS + 伴飞桥
`scripts/run_flight_intent_bridge_ros1.sh`	仅伴飞桥（须已有 roscore + MAVROS）
`voice_drone/config/system.yaml`	音频、STT、TTS、云端、`assistant` 等
`requirements.txt`	Python 依赖；rospy 来自 `apt` 的 ROS Noetic，见文件内注释

2. 环境与依赖

2.1 硬件与系统（典型）

ARM64 板卡（如 RK3588）、ES8388 等音频编解码器、USB/内置麦克风。
Ubuntu 20.04 + ROS Noetic（伴飞桥 / MAVROS 路径）；同机运行语音进程与 ros1_node。
飞控串口（如 /dev/ttyACM0）与 MAVROS fcu_url 一致。

2.2 Python

Python 3.10+（与原仓库一致即可）。
在 voice_drone_assistant 根目录：
```
pip install -r requirements.txt
```

2.3 ROS / MAVROS（伴飞桥方案必选）

sudo apt install ros-noetic-ros-base ros-noetic-mavros ros-noetic-mavros-extras
# 按官方文档执行 mavros 地理库安装（如有）

语音主程序的 ROS 桥子进程会 source /opt/ros/noetic/setup.bash 并 prepend PYTHONPATH，不要在未 source ROS 的 shell 里把 PYTHONPATH 设成「只有工程根」，否则会找不到 rospy（参见 main_app 中 _publish_flight_intent_to_ros_bridge）。

2.4 模型与权重

STT / TTS /（可选）VAD 放入 models/，或 bash scripts/bundle_for_device.sh 从原仓库打包。
本地 LLM：GGUF 默认路径或 ROCKET_LLM_GGUF；纯云端对话时可弱化本地模型，但回退/混合模式仍需。

3. 部署拓扑

3.1 单机一体化（常见）

同一台香橙派上同时运行：

roscore（若尚无 master，由 run_flight_bridge_with_mavros.sh 拉起）。
MAVROS（px4.launch，串口连 PX4）。
伴飞桥 python3 -m voice_drone.flight_bridge.ros1_node（订阅 /input）。
语音 bash with_system_alsa.sh python main.py。

ROS_MASTER_URI / ROS_HOSTNAME：一键脚本内默认 http://127.0.0.1:11311 与 127.0.0.1；新开调试终端 执行 rostopic/rosservice 前须自行 source /opt/ros/noetic/setup.bash 并 export 同一 ROS_MASTER_URI（见下文「常见问题」）。

3.2 网络

板子能访问 云端 WebSocket（ROCKET_CLOUD_WS_URL）。
PX4 + 遥控 + 安全开关等按外场规范配置；本文不替代安全检校清单。

4. 启动顺序（推荐）

4.1 终端 A：飞控栈 + 伴飞桥

在 voice_drone_assistant 根目录：

cd /path/to/voice_drone_assistant
bash scripts/run_flight_bridge_with_mavros.sh /dev/ttyACM0 921600

脚本会：

设置 ROS_MASTER_URI、ROS_HOSTNAME（未预设时默认为本机 master）；
如无 master 则启动 roscore；
启动 MAVROS 并等待 /mavros/state connected；
前台启动伴飞桥，日志中应出现：flight_intent_bridge 就绪：订阅 /input。

仅桥（已有 MAVROS 时）：

source /opt/ros/noetic/setup.bash
export ROS_MASTER_URI="${ROS_MASTER_URI:-http://127.0.0.1:11311}"
export ROS_HOSTNAME="${ROS_HOSTNAME:-127.0.0.1}"
bash scripts/run_flight_intent_bridge_ros1.sh

4.2 终端 B：语音助手 + 云端 + 执行飞控

cd /path/to/voice_drone_assistant

export ROCKET_CLOUD_VOICE=1
export ROCKET_CLOUD_WS_URL='ws://<云主机>:8766/v1/voice/session'
export ROCKET_CLOUD_AUTH_TOKEN='<token>'
export ROCKET_CLOUD_DEVICE_ID='drone-001'   # 可选

# 云端返回 flight_intent 时是否在机端执行
export ROCKET_CLOUD_EXECUTE_FLIGHT=1
# 走 ROS 伴飞桥（与 Socket/offboard 序列互斥，勿双开重复执行）
export ROCKET_FLIGHT_INTENT_ROS_BRIDGE=1
# 可选：ROCKET_FLIGHT_BRIDGE_TOPIC=/input  ROCKET_FLIGHT_BRIDGE_WAIT_SUB=2

# 默认关闭本地「起飞演示」口令直起 offboard；需要时再设为 1
# export ROCKET_LOCAL_KEYWORD_TAKEOFF=1

bash with_system_alsa.sh python main.py

成功时日志类似：[飞控-ROS桥] 已发布至 /input；伴飞桥端出现 执行 flight_intent：steps=...。

4.3 配置写进 YAML（可选）

云端：system.yaml → cloud_voice（enabled、server_url、auth_token 等）。
本地口令起飞：assistant.local_keyword_takeoff_enabled（默认 false）；环境变量 ROCKET_LOCAL_KEYWORD_TAKEOFF 非空时优先生效。

5. 环境变量速查（飞控与云端）

变量	含义
`ROCKET_CLOUD_VOICE`	`1`：对话走云端 WebSocket
`ROCKET_CLOUD_WS_URL`	云端会话地址
`ROCKET_CLOUD_AUTH_TOKEN`	WS 鉴权
`ROCKET_CLOUD_DEVICE_ID`	设备 ID（可选）
`ROCKET_CLOUD_EXECUTE_FLIGHT`	`1`：云端 `flight_intent` 在机端执行
`ROCKET_FLIGHT_INTENT_ROS_BRIDGE`	`1`：执行方式为发布到 ROS `/input`，不跑机内 Socket+offboard 序列
`ROCKET_FLIGHT_BRIDGE_TOPIC`	默认 `/input`
`ROCKET_FLIGHT_BRIDGE_SETUP`	子进程内 source ROS 的命令，默认 `source /opt/ros/noetic/setup.bash`
`ROCKET_FLIGHT_BRIDGE_WAIT_SUB`	发布前等待订阅者的秒数，默认 `2`；`0` 即尽可能快发
`ROCKET_LOCAL_KEYWORD_TAKEOFF`	非空时：`1/true/yes` 开启 `keywords.yaml` takeoff → 本地 offboard
`ROCKET_CLOUD_PX4_CONTEXT_FILE`	覆盖 `cloud_voice.px4_context_file`，合并进 session.start

更多调试变量见 voice_drone/main_app.py 文件头注释 与 PROJECT_GUIDE.md 第 5 节。

6. 联调与自测

6.1 仅测 ROS 链（无语音）

终端已 source /opt/ros/noetic/setup.bash 且与 master 一致：

rostopic pub -1 /input std_msgs/String \
  "data: '{\"is_flight_intent\":true,\"version\":1,\"actions\":[{\"type\":\"land\",\"args\":{}}],\"summary\":\"测\"}'"

注意：std_msgs/String 在命令行里只能写 data: '...json...'，不能把 JSON 放在消息顶层。

6.2 确认话题与 master

source /opt/ros/noetic/setup.bash
export ROS_MASTER_URI=http://127.0.0.1:11311
rosnode list
rostopic info /input
rosservice list | grep set_mode

若 Unable to communicate with master!：当前 shell 未连上正在运行的 roscore（或未 export 正确 ROS_MASTER_URI）。

7. 常见问题（摘录）

现象	可能原因	处理
`ModuleNotFoundError: rospy`	子进程未继承 ROS 的 `PYTHONPATH`	已修复为 `PYTHONPATH=<根>:$PYTHONPATH`；确保 `ROCKET_FLIGHT_BRIDGE_SETUP` 能 source Noetic
语音端「已发布」但桥无日志	曾用相对 `input`，与全局 `/input` 不一致	伴飞桥默认已改为订阅 `/input`；重启桥
`set_mode unavailable` / land 失败	OFFBOARD 断流、MAVROS 异常等	伴飞桥降落逻辑已带持续 setpoint + 重连 proxy；仍失败则查 `rosservice`、`/mavros/state`、链路
takeoff 超时	未进 OFFBOARD、未解锁、定位未就绪	查地面站、`/mavros/state`、适当增大 `~takeoff_timeout_sec`（ROS 私有参数）
ALSA underrun	播放与采集竞争	板端常见；可调缓冲区/设备或 `recognizer.ack_pause_mic_for_playback`

8. 安全与运维建议

外场前在 SITL 或系留 环境验证完整 flight_intent 序列。
云端 token、WS URL 勿提交到公开仓库；用环境变量或本机 overlay 配置注入。
升级伴飞桥或 MAVROS 后清日志重试一遍 /input 手发 JSON。

9. 迁移到另一台香橙派：是否只拷贝 `voice_drone_assistant` 即可？

结论：目录是「代码 + 配置」的核心载体，但仅靠「整文件夹 scp 过去」通常不够；新板必须再装系统级依赖、模型与（可选）ROS，并按现场改配置。

9.1 拷贝目录本身会带上什么

已包含	说明
全部 Python 源码、`voice_drone/config/*.yaml` 默认配置	可直接改 YAML / 环境变量适配新环境
`scripts/`、`with_system_alsa.sh`、`docs/`	启动与说明在包内

9.2 新板必须单独准备（不随目录自动存在）

项	说明
Ubuntu + 音频/ALSA	与当前开发板同代或自行适配；录音设备索引可能变化，需重选或设 `ROCKET_INPUT_DEVICE_INDEX`
`pip install -r requirements.txt`	每台新 Python 环境执行一次（或整体迁移同一 conda 目录）
`models/`	STT/TTS/VAD 体积大，务必在本机先 `bash scripts/bundle_for_device.sh /path/to/rocket_drone_audio` 或手工拷入，见 `models/README.txt`
`cache/` GGUF	纯云端可不强依赖；若需本地 Qwen 回退，拷贝或设 `ROCKET_LLM_GGUF`
ROS Noetic + MAVROS	apt 安装；伴飞桥方案必选；`rospy` 不要指望只靠 pip
云端连通	新板 IP/防火墙能访问 `ROCKET_CLOUD_WS_URL`；token 用环境变量注入
`dialout` 等权限	访问 `/dev/ttyACM0` 的用户加入 `dialout`，否则 MAVROS 无串口
`system.yaml` 现场差异	`socket_server` IP、可选 `tts.output_device`、若麦索引固定可写 `audio.input_device_index`

9.3 推荐迁移流程（简表）

在旧机或 CI：bundle 模型 → 打包整个 voice_drone_assistant（含 models/，按需含 cache/）。
新香橙派：解压到任意路径，安装 requirements.txt、ROS+MAVROS、系统音频工具。
用 with_system_alsa.sh python main.py 试麦与 STT；再按本文 §4 双终端起 桥 + 语音。
首次外场前做一次 rostopic pub /input 手发 JSON（见 §6）。

9.4 常见误区

只拉 Git、不拷 models/：STT/TTS 启动即失败。
新板 Noetic 未装却开 ROCKET_FLIGHT_INTENT_ROS_BRIDGE：发布子进程仍可能报错。
假设麦克风设备号一定相同：Orange Pi 刷机或换内核后常变，以首次启动日志为准。

10. 文档索引

文档	用途
`README.md`	仓库简介、模型、`bundle`
`PROJECT_GUIDE.md`	配置项与日常用法索引
本文	部署拓扑、启动顺序、环境变量、联调、§9 迁移清单
`FLIGHT_BRIDGE_ROS1.md`	伴飞桥参数、PX4 行为、`rostopic pub` 注意
`FLIGHT_INTENT_SCHEMA_v1.md`	JSON 协议
`llmcon.md`	云端协议
`CLOUD_VOICE_FLIGHT_CONFIRM_v1.md`	飞控口头二次确认（闲聊不变、确认/取消/超时）云端与机端字段约定

文档版本与仓库同步；若行为与代码不一致，以当前 main_app.py、flight_bridge/*.py 为准。

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