Ubuntu20 ROS詳解

一、Ubuntu20和ROS介紹

Ubuntu20是Canonical發佈的一款基於Debian的開源操作系統。ROS（Robot Operating System）則是針對機械人開發的一個開源操作系統，是一個基於meta操作的分佈式的機械人軟件框架。

在Ubuntu20上運行ROS，可以方便地進行機械人軟件開發、測試和部署，同時ROS還可以利用Ubuntu20的各種開源軟件，如OpenCV、PCL等豐富機械人開發的功能，便於對機械人進行視覺、感知、導航等複雜任務的實現。

二、Ubuntu20和ROS的安裝

Ubuntu20和ROS的安裝非常簡單，下面是具體步驟。

1. Ubuntu20的安裝

Ubuntu20的安裝可以從官網上下載對應版本的鏡像文件，並且可以通過製作啟動盤來完成安裝過程。安裝過程中需要填寫用戶名、密碼等基本信息，完成後系統會自動重啟並進入登錄界面。

2. ROS的安裝

ROS的安裝需要進行兩部分工作，首先需要添加ROS官方源，其次需要安裝ROS的各種組件：

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. 安裝ROS組件

可以根據需要安裝不同版本的ROS和不同組件：

$ sudo apt install ros-noetic-desktop-full  

其中noetic為ROS的版本號，desktop-full為安裝全部的ROS組件。

c. 配置ROS環境

安裝完ROS後，需要進行ROS環境的配置，可以通過修改.bashrc文件來實現：

$ 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，下面是具體操作方法：

1. roslaunch

roslaunch用於啟動ROS的節點和參數服務器，可以通過一個配置文件來進行節點的啟動。下面是一個具體的例子：

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

其中，pkg為節點所在的包名，type為節點名，name為節點的昵稱。

2. roscore

roscore是ROS的核心程序，用於啟動ROS的主節點和ROS參數服務器。在啟動其它節點之前，需要先啟動roscore：

$ roscore  

啟動後，會輸出如下信息：

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

3. rostopic

rostopic用於顯示ROS中的主題信息，可以通過rostopic list來顯示當前ROS中所有的主題：

$ rostopic list  

可以使用rostopic echo來顯示某個主題的信息：

$ rostopic echo /topic_name  

四、ROS的應用場景

ROS可以應用於各種機械人方面，包括自動駕駛、機械人導航、機械人視覺等。下面是具體的應用場景：

1. 自動駕駛

ROS可以用於自動駕駛領域，如美國底特律大學的人工智能駕駛車輛Golem Krang就是基於ROS開發的。

2. 機械人導航

ROS可以用於機械人導航，在導航領域比較知名的是開源的導航軟件包move_base。

3. 機械人視覺

ROS也可以使用各種圖像處理軟件，如OpenCV等進行視覺處理，同時ROS中也有視覺處理相關的軟件包，如vision_opencv等。