在Ubuntu20.04系统中安装ROS

最新推荐文章于 2025-04-04 00:30:17 发布

sea_grey_whale

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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/sea_grey_whale/article/details/132023522

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一前言

笔者到目前为止，已经在不同版本的Ubuntu系统下反复安装了多次ROS软件包，考虑到每次重新安装ROS都需要在网络中查找大量的参考资料，非常麻烦，所以笔者决定结合自身过往的安装过程，将自身遇到的问题和对应的解决方法记录下来，不仅方便自己日后安装ROS，也能帮助其他尝试安装ROS的人少走一些弯路。具体安装流程如下所述，如果能够对各位看官老爷有所有所帮助的话，就麻烦各位看官老爷点赞、收藏加关注了。

二配置Ubuntu系统软件源

2.1 安装环境

本文对应安装环境为DELL G16 7630 + Ubuntu 20.04.6
此时系统的软件源为默认的软件源，用户想要下载或更新软件就必须要访问国外的服务器，下载速度慢不说，甚至还有可能被拒绝访问，只有登录外网才能稳定下载软件和更新。幸好国内有许多业内顶尖团队开发出了高质量的免费镜像网站，通过它们我们就能够快速下载对应的软件以及更新了。
目前主流的镜像网站分为三种
第一种是阿里云推出的开源镜像站：阿里巴巴开源镜像站-OPSX镜像站-阿里云开发者社区
第二种是中科大推出的开源镜像站：USTC Open Source Software Mirror
第三种是清华大学推出的开源镜像站：清华大学开源软件镜像站 | Tsinghua Open Source Mirror
在文章Ubuntu系统镜像下载，国内镜像站大全（山大/清华/阿里/浙大/中科大…）中记录了国内其他的一些开源镜像站，在此不进行赘述。

2.2 配置系统官方软件源

请添加图片描述
进入清华大学开源软件镜像站 | Tsinghua Open Source Mirror，在提供的镜像列表中找到ubuntu选项，如上图所示，点击那个问号，进入到使用帮助界面。

如上图所示，在该界面中调整Ubuntu的版本为Ubuntu20.04LTS(用户使用的系统版本)，复制界面中的软件源配置内容
进入系统终端，输入以下命令

# 复制原有的软件源配置文件到桌面
cp /etc/apt/sources.list ~/Desktop
# 编辑系统当前的软件源配置文件
sudo gedit /etc/apt/sources.list

将sources.list文件中的内容替换为上文中复制的软件源配置内容，保存，此时ubuntu系统的官方软件源已经替换为清华镜像网站，用户可以自由下载Ubuntu系统所需要的软件和更新。但如果想要下载ROS软件包，还需要额外添加第三方软件源。

2.3 配置第三方(ROS)软件源

请添加图片描述
还是进入到清华大学开源软件镜像站 | Tsinghua Open Source Mirror，在提供的镜像列表中找到ros选项，如上图所示，点击那个问号，进入到使用帮助界面。

如上图所示，在ROS软件仓库镜像使用帮助界面中调整系统版本为Ubuntu20.04LTS(用户使用的系统版本)，复制界面中的软件源配置内容，不必理会界面中提示你输入的命令。

# 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/ focal main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ focal main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ focal-updates main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ focal-updates main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ focal-backports main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ focal-backports main restricted universe multiverse

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

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

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

在替换成功之后的sources.list文件末尾添加ROS的软件源地址，此时sources.list文件内容如上所示，保存文件并退出。

sudo touch /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list
sudo gedit /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list
# 在文件中黏贴之前复制的ROS源，保存并退出

如果不希望直接在Ubuntu系统官方软件源文件(sources.list)中混入第三方软件源(ROS)，那可以在sources.list.d文件夹中新建一个ROS的软件源配置文件ros-latest.list，并将清华镜像站中的ROS软件源存储到该文件中，不必在sources.list文件末尾添加ROS软件源。具体指令过程如上所示。

sudo apt update

成功配置好系统软件源之后，在终端中键入以上命令，更新系统软件包索引。

三安装ROS

3.1 配置公钥

#生成公钥
sudo apt-key adv --keyserver 'hkp://keyserver.ubuntu.com:80' --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654
# 更新软件包索引
sudo apt update

如果想要让系统安装ROS，就必须要先去公钥服务器生成公钥，更新系统的软件包索引，让系统信任ROS软件源，具体命令如上所示。如果成功生成公钥，终端内容如下所示。

user@user-Dell-3579:~/Desktop$ sudo apt-get update
Executing: /tmp/apt-key-gpghome.qZuk0VBa87/gpg.1.sh --keyserver hkp://keyserver.ubuntu.com:80 --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654
gpg: key F42ED6FBAB17C654: public key "Open Robotics <info@osrfoundation.org>" imported
gpg: Total number processed: 1
gpg:               imported: 1
user@user-Dell-3579:~/Desktop$ sudo apt-get update
Hit:1 https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu focal InRelease
Hit:2 https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu focal-updates InRelease
Hit:3 https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu focal-backports InRelease
Hit:4 http://security.ubuntu.com/ubuntu focal-security InRelease
Reading package lists... Done

3.2 ROS版本选取

ROS版本	Ubuntu版本
Noetic	Ubuntu 20.04
Melodic	Ubuntu 18.04
Kinetic	Ubuntu16.04
Indigo	Ubuntu14.04

ROS自诞生以来发布过很多个版本，分别对应着不同版本的Ubuntu系统，用户在安装前一定要先确认自身系统的版本，选择其对应的ROS软件包，一旦选错，安装过程肯定会出现问题，部分ROS与Ubuntu系统的版本对应关系如上所示。
笔者使用的系统为Ubuntu 20.04系统，对应的是ROS Noetic。ROS Noetic是ROS1中的最后一个版本，也是ROS1和ROS2之间的一个过渡版本。

3.3 二进制安装ROS

ROS软件包包含了许多的函数库和工具包，所以在二进制下载过程中，用户根据自身需要选择合适的方法下载ROS软件包，截至目前有四种不同的安装方式。
第一种桌面完整版安装

sudo apt install ros-noetic-desktop-full

使用该安装方式能够安装ROS及其附带的所有库，包含ROS、rqt、rviz、通用机器人函数库、2D/3D仿真器、导航以及2D/3D感知功能，安装时间会长一些，大概用了3、4个G，笔者就是使用上述命令安装的ROS桌面完整版。
第二种桌面版安装

sudo apt install ros-noetic-desktop

使用该安装方式能够安装ROS、rqt、rviz、通用机器人函数库。
第三种基础版安装

sudo apt install ros-noetic-ros-base

仅仅只包含ROS核心软件包、构建工具、通信相关的程序库，无GUI工具，不过安装速度很快，也不占用太大的空间
第四种指定软件包安装

sudo apt install ros-noetic-ros-PACKAGE

用户使用该安装方式能够安装指定的ROS软件包，上述指令中的PACKAGE指代的是用户想要安装的软件包的名称。如果不太清楚软件包的具体名称，用户可以使用如下命令查找可用的ROS包。

apt-cache search ros-noetic

四 ROS相关配置

4.1 初始化rosdep

sudo apt install python3-rosdep

rosdep是ROS软件包运行的基础，一些ROS核心组件的运行都需要用到它，并且它还能在用户编译ROS源码时自动检查和安装对应的依赖。在终端输入以上命令，用户能够成功安装rosdep了。

sudo rosdep init && rosdep update

接下来我们需要初始化并更新rosdep，对应的终端指令如上，这一步经常会出现问题，网络中关于这个问题的解决方法也有很多，我之前也遇到过几次，但是不知道为什么我这次使用命令反而很顺利，一次性就成功了，成功时终端界面内容如下图所示。

user@user-Dell-3579:~/Desktop$ sudo rosdep init && rosdep update
Wrote /etc/ros/rosdep/sources.list.d/20-default.list
Recommended: please run

	rosdep update

reading in sources list data from /etc/ros/rosdep/sources.list.d
Hit https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/rosdep/osx-homebrew.yaml
Hit https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/rosdep/base.yaml
Hit https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/rosdep/python.yaml
Hit https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/rosdep/ruby.yaml
Hit https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/releases/fuerte.yaml
Query rosdistro index https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/index-v4.yaml
Skip end-of-life distro "ardent"
Skip end-of-life distro "bouncy"
Skip end-of-life distro "crystal"
Skip end-of-life distro "dashing"
Skip end-of-life distro "eloquent"
Skip end-of-life distro "foxy"
Skip end-of-life distro "galactic"
Skip end-of-life distro "groovy"
Add distro "humble"
Skip end-of-life distro "hydro"
Skip end-of-life distro "indigo"
Add distro "iron"
Skip end-of-life distro "jade"
Skip end-of-life distro "kinetic"
Skip end-of-life distro "lunar"
Skip end-of-life distro "melodic"
Add distro "noetic"
Add distro "rolling"
updated cache in /home/fly/.ros/rosdep/sources.cache

如果各位在这一步出现了问题的话，可以看看文章末尾关于这个问题的解决方法。事实上，根据笔者自身的实际体验，即使不进行这一步也不会影响ROS的正常使用。

4.2 安装依赖工具包

sudo apt install python3-rosinstall python3-rosinstall-generator python3-wstool build-essential

截至目前，ROS 的核心程序包已经安装成功，但是为了更好地构建和管理开发者自己的 ROS 工作空间，我们需要再额外安装一些 ROS 依赖的工具包，比如rosinstall和wstool，具体安装指令如上所示。部分版本的ROS安装这些工具包时，可能需要将上述软件包名称中的python3替换为python。

4.3 配置ROS环境变量

此时ROS的安装工作都已经完成，但是如果想要在以普通用户的权限使用ROS就需要.bashrc内添加ROS相关的环境变量，否则会提示你找不到该命令。

# 导入ROS环境变量
echo "source /opt/ros/noetic/setup.bash" >> ~/.bashrc
# 立即刷新终端当前的环境
source ~/.bashrc

在终端中输入以上命令，就能够彻底将ROS嵌入到系统中，第一行命令本质上是在 .bashrc 文件末尾添加 source /opt/ros/noetic/setup.bash这一行命令，以便每次启动终端时都会默认激活ROS。
至此，ROS的安装工作已经完成，为确保ROS安装过程中没有出现问题，我们需要对ROS进行一些简单的测试。

五 ROS测试

5.1 查看ROS版本

rosversion -d

在终端中输入以上命令，如果ROS成功安装，那么会显示系统当前安装的ROS版本(比如noetic)。

5.2 运行turtlesim

第一步，启动roscore

roscore

在终端中输入以上命令，如果ROS成功安装，那么终端会显示以下内容

... logging to /home/fly/.ros/log/209d0f14-2f6e-11ee-97dc-8787e7df2d53/roslaunch-fly-Dell-G16-7630-33464.log
Checking log directory for disk usage. This may take a while.
Press Ctrl-C to interrupt
Done checking log file disk usage. Usage is <1GB.

started roslaunch server http://fly-Dell-G16-7630:34131/
ros_comm version 1.16.0


SUMMARY
========

PARAMETERS
 * /rosdistro: noetic
 * /rosversion: 1.16.0

NODES

auto-starting new master
process[master]: started with pid [33477]
ROS_MASTER_URI=http://fly-Dell-G16-7630:11311/

setting /run_id to 209d0f14-2f6e-11ee-97dc-8787e7df2d53
process[rosout-1]: started with pid [33487]
started core service [/rosout]

第二步，运行turtlesim结点

rosrun turtlesim turtlesim_node

另开一个终端，在其中输入以上命令，正常情况下会显示以下信息。

[ INFO] [1690878977.127981832]: Starting turtlesim with node name /turtlesim
[ INFO] [1690878977.130397796]: Spawning turtle [turtle1] at x=[5.544445], y=[5.544445], theta=[0.000000]

与此同时，会弹出一个窗口，窗口如下所示，背景为蓝色，中心处是一个静止不动的海龟(海龟的类型可能不一样)。
请添加图片描述
第三步，运行turtlesim键盘控制结点

rosrun turtlesim turtle_teleop_key

再开启一个终端，在其中输入以上命令，终端会显示以下信息。用户可在终端内输入方向键，控制窗口中的海龟向对应方向运动。

Reading from keyboard
---------------------------
Use arrow keys to move the turtle. 'q' to quit.

5.3 测试成功

如果上述步骤执行没有遇到任何问题，那么恭喜你，ROS已经安装完成，如果你在安装过程中遇到了什么问题的话，可以看看下一届的内容，其中包含了笔者之前遇到的一些问题以及对应的解决方法。
最后，如果这篇文章能够对各位有所帮助的话，麻烦各位点赞、收藏加关注了。

六安装过程中出现的问题

6.1 安装ROS的过程中出现了无法定位软件包的问题

user@user-Dell-3579:~/Desktop$ sudo apt install ros-noetic-desktop-full
Reading package lists... Done
Building dependency tree       
Reading state information... Done
E: Unable to locate package ros-noetic-desktop-full

出现上述问题的原因是用户没有将ROS的软件源添加到系统的软件源配置文件中，想要解决该问题，可以参考2.3 配置第三方(ROS)软件源这一小节的内容，将ROS软件源加入到系统中。

6.2 初始化rosdep时出现错误

user@user-Dell-3579:~/Desktop$ sudo rosdep init && rosdep update
sudo: rosdep: command not found

上述问题的出现是因为没有安装rosdep，运行以下命令就能解决这个问题

sudo apt install python3-rosdep

有些文章可能会让你安装python-rosdep或者python3-rosdep2，如果是在ubuntu20.04系统安装ROS的用户可以直接忽略这些文章，前者已经被废弃了，后者千万不要安装，一旦安装就会删除掉大量的ROS库，想要恢复就只能重装ROS了。

6.3 roscore运行出错

user@user-Dell-3579:~/Desktop$ roscore
Command ‘roscore’ not found,but can be installed with:
sudo apt install python-roslaunch

当你尝试使用roscore命令时，却突然报错并提示你安装python-roslaunch，此时你先去运行以下命令

gedit  ~/.bashrc

查看该文件中是否有这么一段话“source /opt/ros/noetic/setup.bash”，如果没有，请跳转到这一节,重新配置系统的环境变量；如果有这句话，但是被注释掉了，那么你可以在.bashrc文件中删除这句话开头的"#"号，保存并退出后重新开启一个终端，再次输入roscore指令进行测试。
如果.bashrc文件中有“source /opt/ros/noetic/setup.bash”，又或者在完成上述操作之后仍旧无法使用roscore，那么可以尝试运行如下命令

sudo apt install python-roslaunch

安装成功之后，再次开启一个终端，在这个新终端中输入roscore，查看是否能够成功运行。

6.4 rosdep update 报错

这个问题出现的主要原因在于请求的raw.githubusercontent.com网站在国内不能用了，如果不在科学上网的情况下直接使用该命令往往就会报timed out的问题。目前网络中的主流解决方法是修改 /etc/ros/rosdep/sources.list.d/20-default.list 的请求地址，关于这方面的相关指令可以参考这个网站中的内容。