Linux 流畅安装 ROS2

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环境准备

Linux 在国内运用得很广泛，尤其在嵌入式领域，而嵌入式在机器人开发方向用的比较多的还是基于 Ubuntu 发行版，虽然一般需要裁剪掉冗余的功能，而写作的时候主流版本集中在 16、18 这两个版本上。本文系统平台以 Ubuntu 18.04 x64 为例。

多亏了交叉编译器，开发的过程不需要依赖调试板，可以直接用虚拟机安装桌面版的 Ubuntu 并在其中编译调试程序，不建议物理主机安装多系统，因为容易弄坏主系统。我这里使用 VMware Workstation Payer，八戒介绍给大家的都是安全可靠的，关于版权问题无需担心，个人用户可以免费注册使用这套软件。

在虚拟机安装好 Ubuntu 系统之后，登录系统后先不要随意安装软件或者更新系统，有些软件版本可能和下面要安装的 ROS 系统有兼容性问题，为避免节外生枝，先搞定我们的 ROS2 安装过程，我们的目标是最大限度流畅体验！

切换安装源

在 Linux 生态下，有无数的个人和组织在贡献各种功能的软件，无论是源码或者可执行包，那么如此多的软件包，在用户端如何去下载使用和管理呢？

这需要有包管理系统的辅助，其中在 Ubuntu 这种基于 Debian 的 Linux 发行版或者直接就是 Debian 发行版，一般安装软件包都是倾向于使用包管理器 dpkg，而 apt 就是 dpkg 的前端命令行工具。为避免罗嗦，下面说的 apt 其实就是指 dpkg。

使用 apt 这类包管理系统下载或者更新已有软件包时，会从 apt 的服务器下载数据，官方 apt 服务器在墙外，由于众所周知的网络限制，相信墙内的小伙伴们都体验过跨墙的痛苦了。那么就有一批人为了墙内的同学们使用和学习方便，在墙内拷贝了一批 apt 服务器资源的镜像，镜像会定期从官方服务器拉取数据资源。当你的本地系统配置了包管理器的安装源为镜像源，那么使用包管理器安装软件包时，会自动改为从镜像源下载资源，免去了跨墙的网络阻滞。

而墙内使用率比较高的镜像源有清华大学镜像、阿里云镜像、中科大镜像等等。

经过以前的折腾（上一次是在本地安装 ROS1），最近项目需要切换到了 ROS2, 顺带摸清了使用包管理器可以最大化流畅安装 ROS2，但需要把包管理器的安装源切换到墙内的镜像。下面以清华的镜像源为例。

Ubuntu 的软件源配置文件是 /etc/apt/sources.list。先将系统自带的该文件做个备份，然后再将下面的内容覆盖原有文件内容，即可切换成功。

# 默认注释了源码镜像以提高 apt update 速度，如有需要可自行取消注释
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-updates main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-updates main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-backports main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-backports main restricted universe multiverse

# deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-security main restricted universe multiverse
# # deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-security main restricted universe multiverse

deb http://security.ubuntu.com/ubuntu/ bionic-security main restricted universe multiverse
# deb-src http://security.ubuntu.com/ubuntu/ bionic-security main restricted universe multiverse

# 预发布软件源，不建议启用
# deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-proposed main restricted universe multiverse
# # deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-proposed main restricted universe multiverse

安装

字符支持 UTF-8

在本地化字符信息配置中，ROS2 要求必须支持 UTF-8。如果你不确定自己的环境是否符合要求，可以用下面的指令来测试一下，并根据模板文件更新本地化字符信息

sudo locale-gen en_US en_US.UTF-8
sudo update-locale LC_ALL=en_US.UTF-8 LANG=en_US.UTF-8
export LANG=en_US.UTF-8

设置 ROS2 安装源

既然安装 ROS2 过程中选择使用包管理器 apt，那么需要将 apt 的 ROS2 的安装源路径添加到系统中。要做到这一点，首先为 apt 添加授权 ROS2 仓库的 GPG 密钥

sudo apt update && sudo apt install curl gnupg2 lsb-release
curl -s https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/ros.asc | sudo apt-key add -

关于第二条指令中需要访问域名 raw.githubusercontent.com，在墙内极有可能会失败，那么你可以在公众号后台回复关键词【ros.asc】，我已经帮你上传到云端，这样你就可以大概率地快速获取到文件 ros.asc。下载好该文件，存放到当前目录，可以把第二条指令改为

sudo apt-key add ./ros.asc

然后，把 ROS2 的仓库路径添加到 apt 的源列表中

sudo sh -c 'echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture)] http://packages.ros.org/ros2/ubuntu $(lsb_release -cs) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros2-latest.list'

有的同学会发现安装源信息不是被写到 /etc/apt/sources.list 了，而是存到目录 /etc/apt/sources.list.d/ 中的新添加文件 ros2-latest.list。

/etc/apt/sources.list.d/ 这目录有什么用？一切都是为了避免所有的安装源配置信息都集中记录在同一个文件（/etc/apt/sources.list）里，这样确实比较难管理，于是在较新版本的系统中就有了这个文件夹，根据不同的软件分别有对应的文件记录各自的安装源，并存放在该文件夹下。

安装 ROS2 包

Ubuntu 18.04 能支持的 ROS2 最高版本是 crystal。下面以安装 ROS2 crystal 为例。为了方便后边的指令，先将版本信息 crystal 赋值到变量 CHOOSE_ROS_DISTRO

export CHOOSE_ROS_DISTRO=crystal

更新安装库缓存

sudo apt update

我这里安装桌面版，功能比较完整，其中包含了 ROS, RViz, demos, tutorials 等资源，和基础版的区别是多了 GUI 相关的模块

sudo apt install ros-$CHOOSE_ROS_DISTRO-desktop

如果你不想安装 GUI 相关的模块，可以换成下面这样，其中包含了通信组件、消息包和命令行工具等

sudo apt install ros-$CHOOSE_ROS_DISTRO-ros-base

到这里整个安装 ROS2 就完成了，过程大概率是不会再报错了，除非你的网络状态真的太烂！还有在我的公众号是可以拿到相当多资源的。

卸载

本文的主题是安装 ROS2，但是这里也略带介绍一下卸载的指令，以后有需要可以使用

sudo apt remove ros-crystal-* && sudo apt autoremove

玩起来

启动环境

使用 ROS2 是通过指令 ros2 来操作，但是在打开命令行终端后，默认是找不到指令 ros2 的，需要先启动环境

source /opt/ros/crystal/setup.bash

如果你比较频繁依赖环境，可以把上面的操作追加到 ~/.bashrc 文件末尾，这样在当前用户打开命令行终端后就会自动启动环境。

echo "source /opt/ros/crystal/setup.bash" >> ~/.bashrc

试一下 demo 程序

ROS2 同时支持 C++ 和 Python，下面我们同时玩一下这两种语言的 demo，需要启动两个终端，分别运行 demo 程序，一个用于发送信息，另一个用于接收并显示信息。

启动 C++ 版本的 talker，发送信息

ros2 run demo_nodes_cpp talker

启动 Python 版本的 listener，接收信息

ros2 run demo_nodes_py listener