3.3　配置ROS开发环境

在本节中，我们将介绍在笔记本电脑上如何安装和配置轻松使用ROS所需的工具。简而言之，在本章的实际练习开始之前，这些是需要完成的步骤：

1）确保计算机运行Ubuntu 16.04或Ubuntu 18.04。在撰写本书时，这两个都是LTS版本，具有最丰富的ROS软件包集合。

2）在笔记本电脑上安装并设置ROS。还提供了在Raspberry Pi（GoPiGO3机器人的CPU）中安装ROS的指南。但是，在本书的第二部分中，只需要笔记本电脑，因为我们将处理机器人的虚拟模型。本书的第三部分将讲解物理机器人的内容。

3）对于集成开发环境（Integrated Development Environment，IDE），我们将使用RoboWare Studio，它基于Microsoft通用IDE Visual Studio Code。我们在3.3.2节中提供了有关设置的说明。

因此，假设笔记本电脑具有所需的操作系统，那么现在让我们继续进行配置的第二步。

3.3.1　安装ROS

如果在Ubuntu 16.04下工作，则需要安装ROS的Kinetic发行版。另一方面，如果具有Ubuntu 18.04，则要安装的ROS的相应版本称为Melodic。请记住，这些选择已在3.1节中进行了详细说明。

在安装软件之前，请确保具有两个基本的curl和git工具。如果没有，请运行以下命令安装缺少的工具：

ROS kinetic安装页面（http://wiki.ros.org/kinetic/Installation/Ubuntu）的介绍是很清楚明白的。它们对于笔记本电脑（amd64/i386）和Raspberry Pi（armhf架构）是相同的。在此处将全部介绍。

ROS Melodic安装页面网址是http://wiki.ros.org/melodic/Installation/Ubuntu。阅读网页会发现这些命令与Kinetic的命令相同，因为它们的编写方式不依赖于所选的Ubuntu版本。

按照以下步骤，在笔记本电脑中启动并运行ROS：

1）首先，添加ROS的源存储库：

此命令将ROS存储库源添加到系统。由于此类源依赖于Ubuntu版本，因此上面代码段中的内部命令$(lsb_release-sc)输出版本，即针对Ubuntu 16.04 xenial或Ubuntu 18.04 bionic。

2）然后，设置密钥：

另外，可以使用curl代替apt-key命令。如果位于代理服务器后面，这将很有用：

如果没有获得要验证的密钥，则可能出于安全原因已对其进行了更改（自2020年2月起，该密钥仍处于活动状态）。如果出现类似情况，去官方安装页面http://wiki. ros.org/melodic/Installation/Ubuntu并找到那部分，其中键值0xC1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654需要更换。

3）更新源：

4）如果笔记本电脑上装有Ubuntu 16.04，请安装完整的ROS Kinetic堆栈，包括名为Gazebo的仿真器、导航和机器人感知软件包（推荐）：

如果使用的是Ubuntu 18.04，请改为执行ROS Melodic的安装：

或者，可以安装仅包含ROS的桌面版本GUI工具（rqt，rviz）。稍后，可以在需要时添加用于仿真（Gazebo）、导航和感知的软件包（请记住，这些软件包已经安装了上述步骤4中概述的完整版本）：

另外，如果使用的是Ubuntu 18.04，则可以使用以下命令：

5）初始化rosdep。这是使你能够轻松安装系统依赖项以供源代码编译的组件。为了在ROS中运行某些核心组件，它也是必需的：

6）为交互式Shell终端设置ROS环境：

另外，如果使用的是Ubuntu 18.04，请使用以下命令：

为了避免每次打开新终端时都必须运行此命令，请使用以下命令在.bashrc文件的末尾添加该命令：

上面代码段中的第二个命令执行.bashrc文件，刷新自定义设置。如果在Ubuntu 18.04中，只需将kinetic更换为melodic：

7）最后，安装rosinstall，该命令行工具可轻松下载ROS软件包的许多源代码树：

注意，随着对机器人中的Raspberry Pi与笔记本电脑之间的通信不断熟悉，可以从笔记本电脑进行所有桌面交互，并使Raspberry Pi仅执行特定于机器人的任务。这种方法将使GoPiGo3响应更快，因为在Raspberry Pi和ROS基本版本中拥有最小的Ubuntu服务器，该版本不包括GUI工具，仅包含核心软件包以及编译和通信库。

可以参考下一节，获取有关如何为机器人准备ROS环境的特定详细信息。

Raspberry Pi中的Ubuntu和ROS

由于将仅在Raspberry Pi中使用核心ROS软件包，因此建议安装最新的Ubuntu LTS版本，即Ubuntu Mate 18.04 Bionic（https://ubuntu-mate.org/download/）。这是因为，尽管几乎所有贡献的ROS软件包都可用于ROS Kinetic，但也确实在2018版的ROS Melodic中已经提供了核心软件包。因此，可以安心地在Ubuntu 18.04下的Raspberry Pi中安装此发行版。

前面已经提到，ROS Melodic安装页面上的说明（http://wiki.ros.org/melodic/Installation/Ubuntu）是很清楚明白。

按照下一个准则确定要安装的版本：

• 如果要安装ROS桌面（建议初学者使用此版本，涵盖本书的内容），请使用以下命令：

• 如果希望安装基本版本，即ROS Base，并从Raspberry Pi获得更好的性能，请使用此命令（仅建议高级用户使用；目前，没有桌面GUI）：

如本节开头所述，在本章中，仅需要一台笔记本电脑。物理机器人放在本书的第三部分，从第6章开始。在该章中，我们将提供必要的详细信息并在Raspberry Pi中正确设置软件。

3.3.2　集成开发环境

在ROS wiki部分专门介绍集成开发环境（http://wiki.ros.org/IDEs）——在本书撰写时共有15个IDE。在所有这些选择中，由于如下因素，选择使用RoboWare Studio：

• 它是Visual Studio Code（VSC）的分支，VSC是Microsoft的通用且可自定义的IDE，已在开发人员社区中广泛使用。它是开源的、轻巧的、易于使用的，并提供了许多有用的插件，从而可以根据自己的特定需求自定义IDE环境。RoboWare Studio建立在VSC代码之上，提供ROS开发功能。此外，IDE的插件面板是自定义的，因此可以轻松地按需安装ROS软件包。目前的版本是1.2.0，这是在2018年6月发布的。它的代码是开源的，它公开发行在GitHub上的TonyRobotics/RoboWare-Studio（https://github.com/TonyRobotics/RoboWare-Studio）。
• RoboWare Studio具有开箱即用的功能，可以直接使用ROS的所有主要特色功能：工作空间、软件包、节点、消息/服务/行动等。

对于本书中的所有解释，始终提供在bash中执行的指令，因为这是命令ROS的本地方式。

至少在两种情况下（如RoboWare Studio之类的IDE）可能会有所帮助：

• 开始学习ROS时，如果不太熟悉命令行，避免处理命令行的复杂性。
• 在开发项目时，IDE有助于管理大量文件以及组成应用程序的ROS软件包。这样的软件包提供了诸如坐标转换、计算机视觉、机器人导航等功能。

无论如何，我们的建议是使用RoboWare Studio进行本书的第一轮学习，而对于第二轮，请直接转到bash。如果要跳过其中之一，则放弃IDE选项并继续使用命令行学习。练习bash命令是真正了解ROS工作原理的最佳方法，并且你肯定知道这不仅适用于ROS，而且适用于在Linux系统下运行的任何其他软件工具。

因此，从现在开始，使用选择的IDE来编辑文件，并始终使用ROS命令行（如果希望继续使用GUI界面，则可以使用RoboWare）。

安装RoboWare Studio

前提是你已经在计算机上安装了ROS，在安装所需的依赖后，在终端执行下面的命令代码，按照RoboWare Studio说明书中的说明（https://github.com/TonyRobotics/RoboWare/blob/master/Studio/RoboWare_Studio_Manual_1.2.0_EN.pdf）：

然后，安装clang-format-3.8软件包：

二进制安装包托管在GitHub：https://github.com/TonyRobotics/RoboWare/blob/master/Studio。在Ubuntu中下载最新版本的RoboWare Studio，针对AMD64系统的链接如下：https://github.com/TonyRobotics/RoboWare/raw/master/Studio/roboware-studio_1.2.0-1524709819_amd64.deb。还可以在GitHub上查看可用的源代码（https://github.com/tonyrobotics/roboware-studio）。

安装非常简单，在下载.deb文件的对应位置执行以下命令：

完成后，可以通过单击RoboWare Studio图标启动IDE。