Ubuntu20 ROS详解

一、Ubuntu20和ROS介绍

Ubuntu20是Canonical发布的一款基于Debian的开源操作系统。ROS（Robot Operating System）则是针对机器人开发的一个开源操作系统，是一个基于meta操作的分布式的机器人软件框架。

在Ubuntu20上运行ROS，可以方便地进行机器人软件开发、测试和部署，同时ROS还可以利用Ubuntu20的各种开源软件，如OpenCV、PCL等丰富机器人开发的功能，便于对机器人进行视觉、感知、导航等复杂任务的实现。

二、Ubuntu20和ROS的安装

Ubuntu20和ROS的安装非常简单，下面是具体步骤。

1. Ubuntu20的安装

Ubuntu20的安装可以从官网上下载对应版本的镜像文件，并且可以通过制作启动盘来完成安装过程。安装过程中需要填写用户名、密码等基本信息，完成后系统会自动重启并进入登录界面。

2. ROS的安装

ROS的安装需要进行两部分工作，首先需要添加ROS官方源，其次需要安装ROS的各种组件：

a. 添加ROS官方源

$ sudo apt update  
$ sudo apt install curl  
$ curl https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/ros.asc | sudo apt-key add -  
$ sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu focal main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'  
$ sudo apt update  

b. 安装ROS组件

可以根据需要安装不同版本的ROS和不同组件：

$ sudo apt install ros-noetic-desktop-full  

其中noetic为ROS的版本号，desktop-full为安装全部的ROS组件。

c. 配置ROS环境

安装完ROS后，需要进行ROS环境的配置，可以通过修改.bashrc文件来实现：

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

三、ROS的基本操作

ROS的常用命令包括roslaunch、roscore、rostopic等，下面是具体操作方法：

1. roslaunch

roslaunch用于启动ROS的节点和参数服务器，可以通过一个配置文件来进行节点的启动。下面是一个具体的例子：

<launch>  
  <node pkg="package" type="node_name" name="name" />  
</launch>  

其中，pkg为节点所在的包名，type为节点名，name为节点的昵称。

2. roscore

roscore是ROS的核心程序，用于启动ROS的主节点和ROS参数服务器。在启动其它节点之前，需要先启动roscore：

$ roscore  

启动后，会输出如下信息：

$ roscore  
... logging to /home/user/.ros/log/XXXXX/roslaunch-XXXXX.log  
...  

3. rostopic

rostopic用于显示ROS中的主题信息，可以通过rostopic list来显示当前ROS中所有的主题：

$ rostopic list  

可以使用rostopic echo来显示某个主题的信息：

$ rostopic echo /topic_name  

四、ROS的应用场景

ROS可以应用于各种机器人方面，包括自动驾驶、机器人导航、机器人视觉等。下面是具体的应用场景：

1. 自动驾驶

ROS可以用于自动驾驶领域，如美国底特律大学的人工智能驾驶车辆Golem Krang就是基于ROS开发的。

2. 机器人导航

ROS可以用于机器人导航，在导航领域比较知名的是开源的导航软件包move_base。

3. 机器人视觉

ROS也可以使用各种图像处理软件，如OpenCV等进行视觉处理，同时ROS中也有视觉处理相关的软件包，如vision_opencv等。