Wiki

環境準備與源碼地圖

更新於 2023-12-30約 5 分鐘閱讀

本文由簡體中文內容確定性轉換，並受版本化術語表保護。

本套教程只使用 ROS 2 Humble。先準備能重複運行的環境，再開始讀源碼；學習工作區由你自己創建。

1.本節目標

先分清三件事：Ubuntu 22.04 提供操作系統環境；工作區保存你編寫的包；源碼閲讀目錄保存框架實現。安裝軟件包，不等於獲得它完整的 .cpp 源碼。

以下操作默認使用普通用户和 Bash 終端。軟件安裝與系統配置需要 sudo，創建工作區、構建和運行 ROS 程序不需要提權。

2.示例 1：準備 ROS 2 Humble 並檢查版本

先查看系統版本和字符編碼：

lsb_release -ds
locale

系統應為 Ubuntu 22.04，語言環境應支持 UTF-8。如果尚未安裝 ROS 2 Humble，先按 ROS 2 Humble 的 Ubuntu 安裝説明配置語言環境和 ROS 2 軟件源。完成軟件源配置及該説明中的系統更新步驟後，安裝桌面版：

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y ros-humble-desktop

已經安裝 Humble 的用户可以直接檢查環境：

source /opt/ros/humble/setup.bash
printenv ROS_DISTRO
ros2 --help

ROS_DISTRO 應輸出 humble。如果 setup.bash 不存在，先完成 Humble 安裝；如果版本不符，打開新終端並檢查是否自動加載了其它 ROS 發行版。

3.示例 2：安裝基礎開發與控制依賴

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y build-essential cmake \
  ros-humble-ros2-control ros-humble-ros2-controllers \
  ros-humble-xacro ros-humble-robot-state-publisher \
  ros-humble-rviz2 ros-humble-joint-state-publisher-gui \
  python3-colcon-common-extensions python3-rosdep git ripgrep

安裝後檢查編譯工具和框架包的位置：

g++ --version
cmake --version
ros2 pkg prefix controller_manager

編譯器需要支持 C++17，不要求固定的補丁版本。最後一條應返回包的安裝前綴；如果仍找不到包，先確認安裝成功，並在當前終端重新 source Humble。

Fortress 依賴放在機械臂物理仿真，串口依賴放在虛擬串口與模擬下位機，按學習進度安裝。

4.示例 3：由你創建官方實例工作區

本套教程使用兩個工作區：~/ros2_control_demos_ws 運行官方實例；~/ros2_control_humble_ws 從從零創建學習工作區開始保存你親手編寫的包。它們都是你學習時執行命令創建的。

mkdir -p ~/ros2_control_demos_ws/src
cd ~/ros2_control_demos_ws/src
git clone --branch humble https://github.com/ros-controls/ros2_control_demos.git
cd ros2_control_demos
git checkout c273b1316cce043c252c593dc6a232ea57174690
cd ~/ros2_control_demos_ws
rosdep update --rosdistro humble
rosdep install --from-paths src --ignore-src -r -y --rosdistro humble
source /opt/ros/humble/setup.bash
colcon build --symlink-install --packages-up-to \
  ros2_control_demo_example_1 ros2_control_demo_example_2 \
  ros2_control_demo_example_3 ros2_control_demo_example_9 \
  --cmake-args -DBUILD_TESTING=OFF
source install/setup.bash

如果提示 rosdep 尚未初始化，先執行一次 sudo rosdep init，再執行 rosdep update。不要重複初始化已經存在的配置。

這裏用 --packages-up-to，會包含工作區內的依賴包。當前 demos 中有 ros2_control_demo_test_utils，只選擇 example_1 而遺漏依賴會導致構建失敗；即使關閉測試，也應讓 colcon 正確解析依賴。

5.示例 4：下載供閲讀的框架源碼

閲讀目錄與 src 分開，避免 colcon 無意間編譯整套框架並覆蓋發行包。

mkdir -p ~/ros2_control_humble_reference
cd ~/ros2_control_humble_reference
git clone --depth 1 --branch 2.54.3 https://github.com/ros-controls/ros2_control.git
git clone --depth 1 --branch 2.54.1 https://github.com/ros-controls/ros2_controllers.git
git clone --depth 1 --branch 2.15.1 https://github.com/ros-controls/realtime_tools.git
git clone --depth 1 --branch 4.9.0 https://github.com/ros-controls/control_msgs.git
git clone --depth 1 --branch 0.7.21 https://github.com/ros-controls/gz_ros2_control.git

倉庫	本教程採用版本	首先閲讀的位置
ros2_control	2.54.3	controller_manager、hardware_interface、controller_interface
ros2_controllers	2.54.1	forward_command_controller、joint_trajectory_controller、diff_drive_controller
realtime_tools	2.15.1	realtime_buffer.hpp
control_msgs	4.9.0	control_msgs/action/FollowJointTrajectory.action
gz_ros2_control	0.7.21	gz_ros2_control/src、gz_ros2_control_demos

這些標籤用於對應教程中的源碼講解。Humble 安裝包可能具有不同的補丁版本；如果 API 或參數不同，先檢查安裝版本，再對照匹配的標籤。

dpkg-query -W ros-humble-ros2-control ros-humble-ros2-controllers \
  ros-humble-realtime-tools ros-humble-control-msgs
ros2 pkg prefix hardware_interface

6.新終端的統一約定

每個終端都要 source。運行官方例子時 source demos 工作區；運行自編工程時 source learning 工作區。不要在 .bashrc 中同時疊加不相關的機械人工作區。一個 ROS domain 中一次只運行一個本教程機械人，避免多個 /controller_manager 和 /joint_states 相互干擾。

本教程不要求設置特定的 ROS_DOMAIN_ID。相關終端應使用一致的 domain 配置；若需要隔離多台機械人或多組實驗，再為各組選擇不同的 domain，並在同組終端中保持一致。

7.本節總結

source 決定當前終端能找到哪一套包；colcon build 產生安裝空間；pluginlib 從安裝空間查找插件。下載了源碼卻沒有構建、安裝和 source，系統不會自動使用它。

參考：Humble 官方文檔、官方 demos 安裝説明。

返回 Humble 總覽 · 下一篇：ros2_control整體工作過程