ROS机器人项目（Ucar）故障排查与解决方案

ROS机器人项目（Ucar）故障排查与解决方案文档

引言

本文档全面总结Ucar ROS机器人项目的复杂故障排查过程，涵盖从C++代码逻辑错误、内存管理问题到嵌入式系统（Rockchip主板）图形驱动与ROS网络配置问题的完整解决方案。记录每个问题的症状、根本原因、解决方案及相关指令，形成可供参考的调试经验。

问题一：音频播放失败（”文件未找到”）

症状

节点播放唤醒音或回复音时出现错误：

play FAIL formats: can't open input file '/audio/wakeup.wav': No such file or directory

根本原因

程序代码使用硬编码绝对路径（/audio/wakeup.wav），系统从文件系统根目录查找，而非ROS功能包相对路径，导致查找失败。

解决方案

修改C++代码，动态获取功能包绝对路径并与音频文件相对路径拼接。

推荐代码实现（以AIUITester.cpp中的process_recv函数为例）

// 1. 包含头文件
#include <ros/package.h>

// 2. 构建完整路径
std::string package_path = ros::package::getPath("speech_command");
if (!package_path.empty()) {
    // WAKEUP_RESPONSE_WAV 是Global.h中定义的相对路径 "/audio/wakeup.wav"
    std::string wav_path = package_path + WAKEUP_RESPONSE_WAV;
    std::string command = "play " + wav_path;
    system(command.c_str());
}

问题二：音频播放失败（”无法确定文件类型”）

症状

解决”文件未找到”问题后，出现新错误：

play FAIL formats: can't determine type of file '/home/ucar/ucar_ws/src/speech_command'

根本原因

语音识别结果在offline_QA.txt配置文件中无完全匹配条目，导致FindDocument()函数返回空字符串，路径拼接后仅剩功能包路径（目录），程序试图播放目录而非音频文件。

解决方案

数据层面

检查并确保config/offline_QA.txt包含所有需响应的语音指令，且与程序识别文本（含标点）完全对应。

代码层面

增加代码健壮性，在播放音频前检查文件路径是否为空。

推荐代码实现（aiuiMain.cpp的data_send函数）

string document = FindDocument(question_str);

// 增加路径非空判断
if (!document.empty()) {
    string ros_package_path1 = ros::package::getPath("speech_command");
    std::string wav_path1 = ros_package_path1 + document;
    std::string command1 = "play " + wav_path1;
    system(command1.c_str());
} else {
    cout << "未找到问题对应的音频文件: " << question_str << endl;
}

问题三：节点启动时崩溃（音频设备占用与内存错误）

症状

roslaunch启动时节点异常退出，关键错误：

• 无法打开音频设备: 2,0 (Device or resource busy)
• free(): double free detected in tcache 2
  ![在这里插入图片描述](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/b632e52495b14ac5a6979868fae0c327.png

根本原因

设备占用

另一进程（如其他ROS节点、系统服务）占用程序所需音频设备（实际为hw:XFMDPV0018，日志打印存在误导）。

内存错误

AIUITester.cpp中使用audioRecorder->~AudioRecorder();非标准方式调用析构函数，导致内存重复释放。

解决方案

设备占用

1. 在机器人终端使用fuser -v /dev/snd/*命令查找并kill占用音频设备的进程。
2. （可选）修正AIUITester.cpp中的printf语句，打印正确设备名pcm_name。

内存错误

修改AIUITester.cpp的destory函数，使用标准delete关键字释放对象。

代码修正

// 在 AIUITester::destory() 中
// 修改前: audioRecorder->~AudioRecorder();
// 修改后: delete audioRecorder;

问题四：RViz启动失败（图形驱动与主机名解析）

阶段A：RViz因图形驱动不兼容崩溃

症状

启动RViz时出现libGL error: unable to load driver: rockchip_dri.so错误并伴随Segmentation fault段错误。

根本原因

Ucar机器人嵌入式环境（Rockchip主板）缺少或无法加载RViz依赖的3D硬件加速驱动；启动文件ucar_gmapping.launch错误包含本地启动RViz的节点。

解决方案

1. 修改启动文件：编辑~/ucar_ws/src/ucar_map/launch/ucar_gmapping.launch，注释掉RViz节点。
2. 采用”PC端远程可视化”方案（ROS开发标准工作流程）。

阶段B：RViz在PC端启动但无法显示数据

症状

PC端RViz启动成功但不显示机器人数据，报错：

Couldn't find an AF_INET address for [superbrain]: 域名解析暂时失败

根本原因

PC操作系统不识别机器人主机名superbrain，无法解析为IP地址，导致节点通信失败。

解决方案

方法1（推荐）：设置ROS_IP（机器人端）

# 启动roscore终端
export ROS_IP=<机器人IP地址>
roscore

# 启动主程序终端
export ROS_IP=<机器人IP地址>
roslaunch ucar_map ucar_gmapping.launch

方法2（备选）：手动映射主机名到IP

• Linux/Mac：编辑/etc/hosts
• Windows：以管理员身份编辑C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts
  添加：192.168.141.32 superbrain（IP替换为机器人实际IP）

问题五：ROS网络核心roscore启动失败

症状

机器人运行roscore时报错：

RLException: Unable to contact my own server at [...]

根本原因

机器人环境变量ROS_IP设置为过时或错误IP（可能固化在~/.bashrc中），导致roscore无法自通信。

解决方案

1. 临时取消设置：unset ROS_IP和unset ROS_HOSTNAME。
2. 检查并编辑~/.bashrc：nano ~/.bashrc，注释掉export ROS_IP=...行。
3. 刷新配置：source ~/.bashrc。
   

总结与最佳实践

核心开发原则

1. 计算与可视化分离
   嵌入式项目中，计算密集型无界面节点（驱动、算法）运行在机器人上，图形工具（RViz、rqt_plot）运行在PC端。
2. 稳健的网络配置
   多机通信优先使用IP地址配置（通过ROS_IP和ROS_MASTER_URI），避免主机名解析失败导致通信中断。
3. 规范的编码与内存管理
   遵循C++标准内存管理（new/delete配对），避免非规范操作（如手动调用析构函数）。
4. 系统性调试思路
   从日志入手，逐层分析（应用层代码逻辑→环境层驱动/网络），定位问题时采用”排除法”缩小范围。

额外建议

• 定期检查系统资源占用（如音频设备、端口），使用fuser、lsof等工具排查冲突。
• 维护清晰的环境变量配置，避免在.bashrc中固化静态IP，改为动态设置。
• 开发阶段保留详细调试日志，便于复现和追溯问题。