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14. Sprachansage-Auto mit Espeak und Pico2Wave

In dieser Lektion verwenden wir zwei in Raspberry Pi integrierte Text-to-Speech-(TTS)-Engines — Espeak und Pico2Wave —, um den PiCar-X sprechen zu lassen.

Beide Engines sind einfach zu bedienen und funktionieren offline, unterscheiden sich aber deutlich in der Klangqualität:

Espeak: sehr leichtgewichtig und schnell, aber mit roboterhafter Stimme. Geschwindigkeit, Tonhöhe und Lautstärke lassen sich anpassen.
Pico2Wave: erzeugt eine weichere und natürlichere Stimme als Espeak, bietet aber weniger Einstellmöglichkeiten.

Du wirst den Unterschied in Sprachqualität und Funktionsumfang hören und anschließend ein „Sprachansage-Auto“ bauen, das seine Aktionen ansagt, bevor es sich bewegt.

Bevor du beginnst

Stelle sicher, dass du Folgendes abgeschlossen hast:

Alle Module installieren (Wichtig) — Installiere die Module robot-hat, vilib, picar-x und führe dann das Skript i2samp.sh aus.

1. Espeak testen

Espeak ist eine leichtgewichtige TTS-Engine, die bereits in Raspberry Pi OS enthalten ist. Die Stimme klingt zwar roboterhaft, ist aber sehr flexibel konfigurierbar: Lautstärke, Tonhöhe, Geschwindigkeit und mehr lassen sich einstellen.

So testest du Espeak:

Erstelle eine neue Datei mit folgendem Befehl:

cd ~/picar-x/example
sudo nano test_tts_espeak.py

Kopiere den Beispielcode hinein. Drücke anschließend Ctrl+X, dann Y und schließlich Enter, um zu speichern und zu beenden.

from picarx.tts import Espeak

tts = Espeak()

# Optional voice tuning
# tts.set_amp(100)   # 0 to 200
# tts.set_speed(150) # 80 to 260
# tts.set_gap(5)     # 0 to 200
# tts.set_pitch(50)  # 0 to 99

# Quick hello (sanity check)
tts.say("Hello! I'm Espeak TTS.")

Führe das Programm aus mit:
```
sudo python3 test_tts_espeak.py
```
Du solltest hören, wie der PiCar-X sagt: „Hello! I’m Espeak TTS.“
Hebe die Kommentarzeichen bei den Zeilen zur Stimmanpassung auf, um zu experimentieren, wie amp, speed, gap und pitch den Klang beeinflussen.

2. Pico2Wave testen

Pico2Wave erzeugt eine natürlichere, menschlich klingende Stimme als Espeak. Es ist einfacher zu verwenden, bietet aber weniger Einstellmöglichkeiten — du kannst nur die Sprache ändern, nicht Tonhöhe oder Geschwindigkeit.

So testest du Pico2Wave:

Erstelle eine neue Datei mit folgendem Befehl:

cd ~/picar-x/example
sudo nano test_tts_pico2wave.py

Kopiere dann den Beispielcode hinein. Drücke Ctrl+X, dann Y und schließlich Enter, um zu speichern und zu beenden.

from picarx.tts import Pico2Wave

tts = Pico2Wave()

tts.set_lang('en-US')  # en-US, en-GB, de-DE, es-ES, fr-FR, it-IT

# Kurzer Test
tts.say("Hello! I'm Pico2Wave TTS.")

Starte das Programm mit:
```
sudo python3 test_tts_pico2wave.py
```
Du solltest hören, wie der PiCar-X sagt: „Hello! I’m Pico2Wave TTS.“
Probiere verschiedene Sprachen aus (z. B. es-ES für Spanisch), um die Unterschiede zu hören.

3. Sprachansage-Auto

Jetzt kombinieren wir Pico2Wave oder Espeak mit dem Fahrcode des PiCar-X, um ein „Sprachansage-Auto“ zu bauen: Vor jeder Aktion kündigt das Auto an, was es gleich tun wird.

Code ausführen

cd ~/picar-x/example
sudo python3 14.voice_promt_car.py

Wenn du diesen Code ausführst, fährt dein PiCar-X vorwärts, rückwärts und macht Drehungen — und kündigt jede Bewegung vorher per Sprachausgabe an. So wird dein Auto sicherer, freundlicher und interaktiver.

Code

from picarx import Picarx
from picarx.tts import Espeak
import time

# If you want to try Pico2Wave instead of Espeak, uncomment below:
# from picarx.tts import Pico2Wave
# tts = Pico2Wave()
# tts.set_lang('en-US')  # Options: en-US, en-GB, de-DE, es-ES, fr-FR, it-IT

px = Picarx()
tts = Espeak()

# Quick hello (test)
tts.say("Hello! I'm PiCar-X.")

def main():
    try:
        # Forward
        tts.say("Moving forward")
        px.forward(30)
        time.sleep(2)
        px.stop()

        # Backward
        tts.say("Moving backward")
        px.backward(30)
        time.sleep(2)
        px.stop()

        # Turn left
        tts.say("Turning left")
        px.set_dir_servo_angle(-20)
        px.forward(30)
        time.sleep(2)
        px.stop()
        px.set_dir_servo_angle(0)

        # Turn right
        tts.say("Turning right")
        px.set_dir_servo_angle(20)
        px.forward(30)
        time.sleep(2)
        px.stop()
        px.set_dir_servo_angle(0)

    except KeyboardInterrupt:
        # Stop if interrupted
        px.stop()
    finally:
        # Reset to safe state
        px.stop()
        px.set_dir_servo_angle(0)

if __name__ == "__main__":
    main()

Fehlerbehebung

Kein Ton bei der Ausführung von Espeak oder Pico2Wave
- Überprüfe, ob Lautsprecher oder Kopfhörer richtig angeschlossen sind und die Lautstärke nicht stummgeschaltet ist.
- Führe einen kurzen Test im Terminal aus:
```
espeak "Hello world"
pico2wave -w test.wav "Hello world" && aplay test.wav
```
Wenn du nichts hörst, liegt das Problem bei der Audioausgabe, nicht bei deinem Python-Code.
Espeak-Stimme klingt zu schnell oder zu roboterhaft
- Versuche, die Parameter in deinem Code anzupassen:
```
tts.set_speed(120)   # langsamer
tts.set_pitch(60)    # andere Tonhöhe
```
„Permission denied“ beim Ausführen des Codes
- Führe den Code mit sudo aus:
```
sudo python3 test_tts_espeak.py
```

Vergleich: Espeak vs Pico2Wave

Funktion	Espeak	Pico2Wave
Sprachqualität	Roboterhaft, synthetisch	Natürlicher, menschlicher
Sprachen	Standard: Englisch	Weniger, aber gängige Sprachen
Anpassbar	Ja (Geschwindigkeit, Tonhöhe usw.)	Nein (nur Sprache)
Leistung	Sehr schnell, leichtgewichtig	Etwas langsamer, ressourcenintensiver