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7.4. Topic を使いロボットからテキストを発話させてみよう

　本チュートリアルでは、std_msgs/msg/String 型のメッセージをトピック /er_kachaka/kachaka_speak にパブリッシュすることで、ロボットにテキストを発話させるプログラム robot_speak.py の実装方法を解説します。ROS2のPublisher機能を活用し、ロボット制御の実践的な応用例を学びましょう。

実装手順

1. プログラムファイルの作成

　以下のコマンドを実行し、新しいPythonファイルを作成します。

code robot_speak.py

必要なモジュールをインポートする

　String型メッセージとROS2ノード機能をインポートします。

from std_msgs.msg import String  # 文字列メッセージ型
import rclpy                     # ROS2 Pythonクライアント
from rclpy.node import Node      # ノード作成用クラス

Nodeクラスの定義

　ロボット発話機能を担う RobotSpeaker クラスを作成します。create_timer を使い一定周期でテキストを Publish する機能を実装します。今夏は発話後にブランクを開けるため１０秒間隔で Publish されるようにします。

class RobotSpeaker(Node):
    def __init__(self):
        super().__init__('robot_speaker_node')  # ノード名を設定
        
        # Publisherの作成
        self.speak_publisher = self.create_publisher(
            String,                        # 使用するメッセージ型
            '/er_kachaka/kachaka_speak',   # 発話用トピック名
            10                             # QoS設定
        )
        
        # タイマー設定（2秒間隔で発話）
        self.create_timer(10.0, self.speak_callback)
        print("発話ノードが起動しました！")

発話処理の実装

　コールバック関数でメッセージを作成・送信します。

    def speak_callback(self):
        """ 定期発話処理 """
        try:
            # 1. メッセージオブジェクト作成
            msg = String()
            
            # 2. 発話内容を設定
            msg.data = "こんにちは、ROS2で発話しています"
            
            # 3. パブリッシュ実行
            self.speak_publisher.publish(msg)
            print(f"発話内容: {msg.data}")
            
        except Exception as e:
            self.get_logger().error(f"エラーが発生しました: {str(e)}")

Warning

重要な注意点

  • トピック名は /er_kachaka/kachaka_speak と正確に一致させる
  • メッセージ型は std_msgs/msg/String を使用する
  • ロボット側でトピックをSubscribeする機能が実装されている必要あり

完全な実装コード

from std_msgs.msg import String
import rclpy
from rclpy.node import Node

class RobotSpeaker(Node):
    def __init__(self):
        super().__init__('robot_speaker_node')
        
        # Publisherの初期化
        self.speak_publisher = self.create_publisher(
            String, 
            '/er_kachaka/kachaka_speak', 
            10
        )
        
        # 10秒間隔で発話
        self.timer = self.create_timer(10.0, self.speak_callback)
        print("ロボット発話ノード起動！")

    def speak_callback(self):
        msg = String()
        msg.data = "こんにちは、ROS2で発話しています"
        self.speak_publisher.publish(msg)
        print(f"発話内容: {msg.data}")

if __name__ == '__main__':
    rclpy.init()
    node = RobotSpeaker()
    rclpy.spin(node)

動作確認方法

0. erasers_kachaka の起動

Kachaka をコンピューターに接続し、接続方法 を参考に erasers_kachaka を起動してください。

1. プログラムの実行

　新しいターミナルで以下を実行します。

python3 robot_speak.py

2. 期待される出力

メッセージと一緒に Kachaka から指定したテキストが発話されます。

ロボット発話ノード起動！
発話内容: こんにちは、ROS2で発話しています
発話内容: こんにちは、ROS2で発話しています
...（10秒間隔で継続）

応用機能の実装例

対話型発話

　ユーザー入力に応じて発話内容を変更する例。

def speak_callback(self):
    text = input("発話内容を入力 > ")
    msg = String()
    msg.data = text
    self.speak_publisher.publish(msg)

トラブルシューティング

現象 対処法
ロボットが反応しない erasers_kachaka を起動したか
メッセージ型不一致エラー ros2 topic info /er_kachaka/kachaka_speak で型を確認

おさらい

  • Publisher作成の3要素

    1. String 型メッセージ
    2. /er_kachaka/kachaka_speak トピック
    3. QoSプロファイル（10）

  • 動作フロー

    1. メッセージオブジェクト作成
    2. .data にテキスト設定
    3. publish() で送信

チャレンジ

  • 発話内容を「今日の天気は晴れです」に変更

次のチュートリアル 7.5. カメラ画像を処理しよう では、sensor_msgs/msg/Image 型を使った画像処理ノードの実装方法を学びます。