【机器人-开发工具】ROS 2 （2）Ubuntu20.04安装ROS 2 Foxy版本

1. 环境和安装版本

1.1. 本机环境

Ubuntu 20.04.6 LTS

1.2. ROS 2 Foxy 安装版本介绍

1. ROS 2 Foxy Desktop版本

• 概述：这是为大多数用户推荐的安装选项，尤其是初学者。它包括了ROS 2的核心组件、构建工具、可视化工具如RViz、命令行工具等，以及一些示例程序。
• 适用场景：这个版本适合那些希望快速开始开发和测试机器人应用的用户。如果你想要一个完整的开发环境，以便能够立即开始学习或开发机器人项目，那么Desktop版本是最好的选择。

2. ROS 2 Foxy Base版本

• 概述：这是最小化的安装包，只包含运行ROS 2节点所需的最基础组件。
• 适用场景：如果你打算从头构建自己的ROS 2环境，或者对系统资源有限制，可以选择Base版本。该版本不包含图形界面工具或示例代码，适用于需要定制化设置或资源受限的环境。

3. ROS 2 Foxy ROS-Base版本

• 概述：类似于Base版本，但还包括了一些额外的库和工具，这些对于开发有用但不包含任何GUI工具。
• 适用场景：这使得它比Base版本更全面，但仍比Desktop版本轻量。适合那些不需要完整桌面环境但希望拥有更多开发工具的用户。

4. 源码安装

• 概述：对于那些想要体验最新特性或贡献代码给ROS 2项目的开发者来说，可以从源码编译ROS 2。
• 适用场景：这种方式允许你获取最新的功能和修复，但也需要更多的配置工作，并可能遇到未解决的bug或兼容性问题。源码安装适合高级用户或开发者，他们需要访问最新的功能或是想参与到ROS 2的开发中去。

2. 设置系统环境

2.1. 更新和安装必要依赖

• 安装命令：

  sudo apt update && sudo apt upgrade
  sudo apt install locales curl software-properties-common
  

• 安装项说明：

  locales（用于设置系统的语言和区域设置）
  curl（用于下载文件）
  software-properties-common（提供添加额外仓库的能力）
  

2.2. 系统的语言和区域设置

1. 目的：为了软件的正常运行，必要使用的语言和地区设置是英语（美国），并且使用UTF-8编码

2. 查看本机设置： 使用 locale 命令，输出结果如下

   LANG=en_US.UTF-8
   LANGUAGE=
   LC_CTYPE="en_US.UTF-8"
   LC_NUMERIC=zh_CN.UTF-8
   LC_TIME=zh_CN.UTF-8
   LC_COLLATE="en_US.UTF-8"
   LC_MONETARY=zh_CN.UTF-8
   LC_MESSAGES="en_US.UTF-8"
   LC_PAPER=zh_CN.UTF-8
   LC_NAME=zh_CN.UTF-8
   LC_ADDRESS=zh_CN.UTF-8
   LC_TELEPHONE=zh_CN.UTF-8
   LC_MEASUREMENT=zh_CN.UTF-8
   LC_IDENTIFICATION=zh_CN.UTF-8
   LC_ALL=
   

   • 如果本机设置输入正常（如上述输出所示），则不用更新当前环境（无需执行步骤3和4），调到步骤5

3. 生成en_US.UTF-8区域设置并更新当前环境的语言设置

• 命令：

  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
  

• 说明：

  • locale-gen en_US en_US.UTF-8：此命令用于生成指定的语言和地区对应的locale数据。在这里，它为英语（美国）生成了两种编码格式的数据：默认编码和UTF-8编码。

  • sudo update-locale LC_ALL=en_US.UTF-8 LANG=en_US.UTF-8：这个命令用来更新全局的locale设置，使得所有的locale类别都使用en_US.UTF-8作为默认值。LC_ALL是一个覆盖所有locale类别的变量，而LANG则设置了默认的locale环境。

  • export LANG=en_US.UTF-8：临时地将当前shell会话中的LANG环境变量设置为en_US.UTF-8。这意味着在这个终端会话中，默认使用的语言和地区设置是英语（美国），并且使用UTF-8编码

4. 验证语言设置结果：使用 locale 命令，输出结果如下

LANG=en_US.UTF-8
LANGUAGE=
LC_CTYPE="en_US.UTF-8"
LC_NUMERIC=zh_CN.UTF-8
LC_TIME=zh_CN.UTF-8
LC_COLLATE="en_US.UTF-8"
LC_MONETARY=zh_CN.UTF-8
LC_MESSAGES="en_US.UTF-8"
LC_PAPER=zh_CN.UTF-8
LC_NAME=zh_CN.UTF-8
LC_ADDRESS=zh_CN.UTF-8
LC_TELEPHONE=zh_CN.UTF-8
LC_MEASUREMENT=zh_CN.UTF-8
LC_IDENTIFICATION=zh_CN.UTF-8
LC_ALL=

LC_ALL 为空是正常现象，它表示系统正在使用 LANG 和其他 LC_* 变量来决定各项区域设置，而不是被 LC_ALL 强制覆盖。
LC_ALL 是一个“临时覆盖”变量，用来强制设置所有区域设置（LC_）为同一个值。一般情况下，我们不需要一直设置它，而是让系统根据 LANG 和各个 LC_（如 LC_CTYPE、LC_TIME 等）来确定具体的区域设置。

5. 启用Universe存储库

• 确保启用了Universe存储库，命令：

   sudo add-apt-repository universe
   sudo apt update

• 意义：
  Ubuntu默认提供了多个软件源，其中"Universe"包含由社区维护的免费开源软件。ROS 2依赖于一些位于Universe中的软件包，因此需要确保这个仓库被启用。

3. 添加ROS 2存储库

3.1. 添加ROS 2 GPG密钥

• 意义：
  ROS 2通过GPG密钥验证下载的软件包的完整性和来源。这一步确保你从官方获取ROS 2包，避免潜在的安全风险。
• 命令：

  sudo curl -sSL https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/ros.key -o /usr/share/keyrings/ros-archive-keyring.gpg
  

3.2. 将ROS 2存储库添加到源列表

• 意义：
  这一步骤将ROS 2的官方软件源添加到你的系统中，使得可以通过标准的apt命令来安装ROS 2的相关软件包。
• 命令：

  echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/ros-archive-keyring.gpg] http://packages.ros.org/ros2/ubuntu $(lsb_release -cs) main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/ros2-latest.list > /dev/null
  

命令添加到你的/etc/apt/sources.list.d/ros2-latest.list文件中

dpkg --print-architecture来确定系统的架构（例如amd64）
lsb_release -cs来确定当前Ubuntu的代号（对于20.04是"focal"）
这样可以确保你添加的是正确的仓库地址，适用于你的特定系统配置。

4. 安装ROS 2 Foxy包

安装ROS 2 Foxy Desktop版本
推荐初学者安装Desktop版本，因为它包含了ROS、RViz、示例程序等：

sudo apt update
sudo apt install ros-foxy-desktop

5. 设置环境变量

每次打开新的终端时都需要加载ROS 2的环境变量。可以通过以下命令一次性设置它：

• 对于Bash

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

• 对于Zsh

echo "source /opt/ros/foxy/setup.bash" >> ~/.zshrc
source ~/.zshrc

！注意！：
如果之前装了ROS 1，需要注释掉.bashrc文件中的ROS Noetic环境变量设置来避免冲突
否则会报错：

ROS_DISTRO was set to 'noetic' before. Please make sure that the environment does not mix paths from different distributions.

• 对于Bash

  vim ~/.bashrc
  

  注释noetic，找到下面行，前面添加#，保存修改：

  source /opt/ros/noetic/setup.bash
  

• 对于Zsh

  vim ~/.zshrc
  

  注释noetic，找到下面行，前面添加#，保存修改：

  source /opt/ros/noetic/setup.zsh
  

6. 测试安装

为了验证ROS 2是否正确安装，可以运行简单的发布者和订阅者节点来测试通信是否正常工作：

• 打开一个终端并运行C++的talker节点：

  ros2 run demo_nodes_cpp talker
  

• 在另一个终端中运行Python的listener节点：

  ros2 run demo_nodes_py listener
  

如果一切正常，你应该会看到talker节点正在发布消息，而listener节点能够接收到这些消息。
结果示例如下：