Ubuntu安装ROS2并编写自己的程序

根据官方Distributions说明，Dashing Diademata为Ubuntu 18.04上支持最长的版本，下一个长期版本目标系统为 Ubuntu 20.04，因此作为学习的话，建议安装该版本，同时经过简单测试，当前ROS2对一般开发者并不算太友好，很多功能包也没有，不建议作为主力开发使用。
ROS2架构说明可参考ROS2探索总结（六）——迎接ROS2.0时代的到来

一、安装

1. 设置本地环境

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

2. 设置软件源

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 -
sudo sh -c 'echo "deb [arch=amd64,arm64] http://packages.ros.org/ros2/ubuntu `lsb_release -cs` main" > /etc/apt/sources.list.d/ros2-latest.list'

3. 安装

sudo apt update

• 完整版

sudo apt install ros-dashing-desktop

• 基础版，无GUI工具

sudo apt install ros-dashing-ros-base

4. 安装argcomplete（可选）
   用于ROS2的命令行工具（ROS 2命令行工具使用argcomplete自动完成。因此，如果您想要自动完成，安装argcomplete是必要的。）

sudo apt install python3-argcomplete

5. 配置环境

若多版本共存，或以ros1为主力开发，不要写入到.bashrc，使用ros2前在终端手动输入加载ros2环境

source /opt/ros/dashing/setup.bash

单版本使用，或以ros2为主力开发

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

6. 安装RMW implementation
RMW implementation为中间件，默认使用FastRTPS

sudo apt update
sudo apt install ros-dashing-rmw-opensplice-cpp # for OpenSplice
sudo apt install ros-dashing-rmw-connext-cpp # for RTI Connext (requires license agreement)

切换中间件

RMW_IMPLEMENTATION=rmw_opensplice_cpp: OpenSplice

RMW_IMPLEMENTATION=rmw_connext_cpp: RTI Connext（Bouncy新增）

7. 安装ros1_bridge

ros1_bridge用于ros1和ros2通讯，使ros2可以使用ros1的功能包。

sudo apt update
sudo apt install ros-dashing-ros1-bridge

8. ROS2测试

ros2 run demo_nodes_cpp talker
ros2 run demo_nodes_cpp listener

二、使用

1. 安装colcon
   在Bouncy版本后，ROS2采用colcon替代 ament_tools 用于程序编译。

sudo apt install python3-colcon-common-extensions

2. 创建工作空间

mkdir -p ~/ros2_ws/src
cd ~/ros2_ws

当前目录结构（编译后会自动生成其余目录）

.
└── src

1 directory, 0 files

3. 创建功能包
   这里直接clone例程。

git clone https://github.com/ros2/examples src/examples

切换版本到Bouncy

cd ~/ros2_ws/src/examples/
git checkout $ROS_DISTRO
cd ~/ros2_ws

当前目录结构

.
└── src
    └── examples
        ├── CONTRIBUTING.md
        ├── LICENSE
        ├── rclcpp
        ├── rclpy
        └── README.md

4 directories, 3 files

手动创建功能包

usage: ros2 pkg create [-h] [--package_format {2,3}]
                       [--description DESCRIPTION] [--license LICENSE]
                       [--destination-directory DESTINATION_DIRECTORY]
                       [--build-type {cmake,ament_cmake}]
                       [--dependencies DEPENDENCIES [DEPENDENCIES ...]]
                       [--maintainer-email MAINTAINER_EMAIL]
                       [--maintainer-name MAINTAINER_NAME]
                       [--cpp-node-name CPP_NODE_NAME]
                       [--cpp-library-name CPP_LIBRARY_NAME]
                       package_name

4. 编译

colcon build --symlink-install

完整目录结构

.
├── build
├── install
├── log
└── src

4 directories, 0 files

• src，程序目录
• build，编译的缓存信息和中间文件
• install，编译输出文件目录
• log，colcon调用的各种日志信息

当前目录结构（编译后会自动生成其余目录）


然后回到工作空间下使用“colcon build”编译：

编译完成的功能包都会放置在install文件夹下，可以看下有没有顺利生成可执行文件。

5. 加载环境
   编译完成后，在install目录下会生成配置文件setup.bash，运行该文件可以加载运行所需相关环境，确保在运行节点前在终端运行该文件。

source install/setup.bash

6. 测试

启动订阅节点

ros2 run examples_rclcpp_minimal_subscriber subscriber_member_function

启动发布节点

ros2 run examples_rclcpp_minimal_publisher publisher_member_function

三、创建自己ROS2包

3.1 创建功能包

我们首先创建一个dev_ws/src的文件来存放我们自己的包

mkdir -p ~/dev_ws/src

打开终端后进入到dev_ws/src路径下：

cd ~/dev_ws/src

然后就可以使用如下语法来创建功能包了（以下二选一）：
CMake包：

ros2 pkg create --build-type ament_cmake <package_name>

Python包：

ros2 pkg create --build-type ament_python <package_name>

创建功能包的指令还允许设置节点名，自动生成一个helloworld的例程代码（以下二选一）。

CMake包：

ros2 pkg create --build-type ament_cmake --node-name my_node my_package

Python包：

ros2 pkg create --build-type ament_python --node-name my_node my_package

运行成功后就可以在src中看到一个新的文件夹叫做my_package，同时在终端中有很多日志信息：

CMake包：

Python包：

创建功能包的指令还可以设置依赖项。

CMake包：

ros2 pkg create --dependencies [deps] --build-type ament_cmake

Python包：

ros2 pkg create --dependencies [deps] --build-type ament_python

3.2 编译功能包

接下来进入编译流程，一定要将终端cd到dev_ws的路径下来：

cd ~/dev_ws

然后就可以编译啦：

colcon build

这个命令会编译工作空间中的所有功能包，如果只想编译某一个包的话，可以这样：

colcon build --packages-select my_package

3.3 设置环境变量

打开一个新的终端，运行下工作空间的环境变量，这样才能让该终端找到新创建的包：

source install/setup.bash

接下来就可以在该终端中愉快的运行新建的功能包了。

3.4 运行功能包中的节点

在终端中使用如下命令即可运行新建功能包的节点啦：

ros2 run my_package my_node

终端中可以看到：

CMake包：

Python包：

3.5 功能包里有什么

不管你是用CMake还是python创建的包，打开看一下，里边有哪些默认的文件：

CMake包：

src中有一个 my_node.cpp 文件，就是实现上边看到hello world的例程代码。

Python包：

3.6 修改package.xml文件

新建功能包中的package.xml文件需要我们手动完善一下，包括其中的功能包描述、版本信息、使用许可证等，默认都有加“TODO”标志。

CMake包：

Python包：

完善以上描述信息、许可证和作者邮箱，关于许可证的详细介绍可以参考： https://opensource.org/licenses/alphabetical

除了这些基本信息之外，还可以看到不少以“ _depend”结尾的标签，这些就是用来描述功能包依赖的，如果我们在编写代码过程中新增加了什么依赖，都可以手动添加到这里来。

如果使用的是Python包，还需要多修改一个文件setup.py：

其中第16~19行的内容需要修改的和package.xml文件一致。

OK，这就是ROS2中创建功能包的方法。