Ubuntu 的 ROS2 操作系统turtlebot3环境搭建

引言

本文介绍如何在 Ubuntu 系统上为 TurtleBot3 配置 ROS2 环境，提供详细的操作步骤以便在 PC 端控制 TurtleBot3。
本文适用于 ROS2 Humble 的安装与配置，涵盖必要的依赖包和 Gazebo 仿真环境的设置，帮助用户避免在环境搭建过程中遇到的兼容性问题。
通过本文，掌握如何在 PC 上高效配置 ROS2 环境，为 TurtleBot3 的远程控制和路径规划打下坚实的基础。

在这里插入图片描述

学习目标

掌握在 Ubuntu 22.04 系统上配置适用于 ROS2 Humble 的环境，包括 TurtleBot3 所需依赖包和 Gazebo 仿真环境的安装。
熟悉在 PC 端搭建 TurtleBot3 的 ROS2 仿真环境的具体步骤，以实现对 TurtleBot3 移动机器人的远程控制与管理。
理解 ROS2 和 Ubuntu 系统的兼容性要求，确保 ROS2 环境的安装与系统版本一致，避免常见的安装和配置问题。
安装与自己Ubuntu版本对应的ROS版本，本文ROS 2 Humble Hawksbill 主要支持 Ubuntu 22.04 (Jammy Jellyfish)。安装前请详细参考 Ubuntu版本、ROS版本与Python 版本之间的关系。

学习内容

1 PC 设置

注意：本文内容对应的是远程PC（桌面或笔记本电脑），用于控制TurtleBot3。请勿将此指令应用到TurtleBot3机器人上。

1.1 兼容性注意事项

说明：本说明已在安装了 Ubuntu 22.04 和 ROS2 Humble 版本的 Linux 系统上进行测试。
安装前请详细参考 ———>专栏： Linux系统之Ubuntu系统安装。
安装前请详细参考 ———>专栏： Turtlebot3 PC端ROS环境搭建与仿真。

1.2 下载和安装 Ubuntu 系统

1.2.1 下载适用于 PC 的 Ubuntu 22.04 LTS 镜像。

🕐见专栏：Linux系统之Ubuntu系统安装之 1-磁盘建立空闲分区。
🕑见专栏：Linux系统之Ubuntu系统安装之 2-Ubuntu/Windows系统启动盘制作。

1.2.2 按照安装 Ubuntu 的说明在 PC 上安装 Ubuntu 桌面版。

见专栏：Linux系统之Ubuntu系统安装之 3-Ubuntu系统详细安装教程。

2 安装 ROS2 Humble

2.1 在终端中依次输入以下命令来安装 ROS2 Humble

# 更新包索引
sudo apt update# 升级现有包
sudo apt upgrade# 安装 ROS2 Humble
sudo apt install ros-humble-desktop# 安装 ROS2 的开发工具
sudo apt install ros-humble-ros-base

2.2 专栏参考教程

如果2.1安装步骤失败，请参考下列教程：

专栏：Turtlebot3 PC端ROS环境搭建与仿真之 Ubuntu 的 ROS 2 操作系统安装与测试。

3 安装依赖的 ROS2 包

# 安装 TurtleBot3 需要的 ROS2 依赖包
sudo apt install ros-humble-joy ros-humble-teleop-twist-joy \
ros-humble-teleop-twist-keyboard ros-humble-laser-proc \
ros-humble-rgbd-launch ros-humble-rosserial-arduino \
ros-humble-rosserial-python ros-humble-rosserial-client \
ros-humble-rosserial-msgs ros-humble-amcl ros-humble-map-server \
ros-humble-move-base ros-humble-urdf ros-humble-xacro \
ros-humble-compressed-image-transport ros-humble-rqt* ros-humble-rviz \
ros-humble-gmapping ros-humble-navigation ros-humble-interactive-markers

4 安装 TurtleBot3 包

4.1 通过Debian包安装TurtleBot3

# 安装 Dynamixel SDK 和 TurtleBot3 包
sudo apt install ros-humble-dynamixel-sdk
sudo apt install ros-humble-turtlebot3-msgs
sudo apt install ros-humble-turtlebot3

4.2 通过源代码构建（推荐）

# 移除现有包
sudo apt remove ros-humble-dynamixel-sdk
sudo apt remove ros-humble-turtlebot3-msgs
sudo apt remove ros-humble-turtlebot3# 创建工作空间并克隆源码
mkdir -p ~/turtlebot3_ws/src
cd ~/turtlebot3_ws/src/
git clone -b humble-devel https://github.com/ROBOTIS-GIT/DynamixelSDK.git
git clone -b humble-devel https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3_msgs.git
git clone -b humble-devel https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3.git# 编译工作空间
cd ~/turtlebot3_ws
colcon build --symlink-install# 添加工作空间环境到 .bashrc
gedit 'source ~/turtlebot3_ws/install/setup.bash' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

5 网络配置

5.1 查找分配的IP地址

连接PC到WiFi设备，并使用以下命令查找分配的IP地址：

# 获取IP地址
ifconfig

参考图例如下图所示：
在这里插入图片描述

5.2 更新 ROS2 的IP设置

打开.bashrc文件，并根据上面获取的IP地址更新ROS的IP设置。

# 打开.bashrc文件
gedit ~/.bashrc# 将localhost地址替换为获取的IP地址
# 在文件末尾添加以下内容
export ROS_MASTER_URI=http://<Your_PC_IP>:11311
export ROS_HOSTNAME=<Your_PC_IP>

参考图例如下图所示：

在这里插入图片描述

5.3 更新.bashrc配置

# 重新加载.bashrc
source ~/.bashrc

小结

本文详细介绍了在 Ubuntu 系统上为 TurtleBot3 配置 ROS Noetic 环境的步骤，包含系统安装、依赖包安装和网络配置。
通过本文的逐步操作，用户能够在 PC 端搭建稳定的 ROS 环境，有效控制 TurtleBot3 并为后续的机器人开发和算法调试打好基础，确保设备间的连接和 ROS 设置顺利完成。