ROS 2官方文档（基于humble版本）学习笔记（一）

由于市面上专门讲ROS 2开发的书籍不多，近期看完了《ROS机器人开发实践》其中大部分内容还是基于ROS 1写的，涉及topic，service，action等一些重要的概念，常用组件，建模与仿真，应用（机器视觉，机器语音，SLAM，机械臂），最后一章写了ROS 2的安装，话题通信和服务通信的示例。总觉得不是太系统，于是决定按着ROS官方文档学习ROS 2，把学习过程中的要点记录下来。

一、安装ROS 2

​官方提供了部分操作系统平台的ROS 2的二进制安装包，分别为Ubuntu Linux、RHEL、Windows，不同ROS 2的版本对应的Linux版本也略有不同。
截至目前有两个ROS 2的版本还没有到项目终止日期（EOL end-of-life)，一个是最新的发布版本为Iron Irwini，发布时间是2023年5月23日，EOL date是2024年11月，另一个是Humble Hawksbill，发布时间是2022年5月23日，EOL date是到2027年5月，比较后我选择了Humble这个版本来学习。

为了方便，我选择了直接安装二进制安装包，首先在虚拟机上安装了Ubuntu 22.04（Jammy）,
然后按照官方文档一步一步安装即可。
命令整理如下：

​
#--------准备工作--------
#1.确保有universe源
sudo apt install software-properties-common
sudo add-apt-repository universe
#2.获取ROS 2 GPG key以便在接下来的apt命令中使用
sudo apt update && sudo apt install curl -y
sudo curl -sSL https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/ros.key -o /usr/share/keyrings/ros-archive-keyring.gpg
#3.将ROS仓库加入sources list列表
echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/ros-archive-keyring.gpg] http://packages.ros.org/ros2/ubuntu $(. /etc/os-release && echo $UBUNTU_CODENAME) main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/ros2.list > /dev/null#--------安装ROS包--------
#1.更新源
sudo apt update
sudo apt upgrade
#2.安装桌面版（包含了ROS-Base）
sudo apt install ros-humble-desktop
#3.安装开发包
sudo apt install ros-dev-tools#--------设置环境（这一步很重要，后面使用到ROS的地方都需要执行此命令，所以一般可以直接写到.bashrc中--------
source /opt/ros/humble/setup.bash

这里值得注意的是获取ROS 2 GPG key的地方，可能由于某些原因不能获取到，就需要科学上网了，这个不再赘述（其实我还真是折腾了一阵子）。

二、按教程学习

1.CLI 工具

配置环境

首先还是上一步中最后提到的设置环境，可以通过如下命令查看环境变量：

printenv | grep -i ROS

​此外还要设置以下两个环境变量：

ROS_DOMAIN_ID：可以为一个ROS节点组设置唯一的一个编号，在DDS中，使不同逻辑网络共享一个物理网络的主要机制被称为域ID，相同域ID的ROS2节点可以互相友好的发现和发送消息，而不同域ID的节点之间则不行。所有的ROS2节点默认域ID为0。为了避免在同一网络上运行ROS 2的不同计算机组之间的干扰，应为每个组设置不同的域ID。简单来说，域ID被DDS用来计算将用于发现和通信的UDP端口，只需要将域ID设置为[0,101]之间的数字即可，深究的话可以参考这里。

​ROS_LOCALHOST_ONLY：ROS2通信默认不会只限制本地的。这个环境变量就是用来限制这个的。这意味着你的ROS2系统和他的话题(topic)，服务(service)，动作(action)对本地网络中的其他计算机不可见。在特定场合设置该项是有帮助的，比如在教室里，多个机器人可能会发布相同的话题，从而导致奇怪的行为。

使用turtlesim，ros2和rqt

turtlesim是一个用来学习ROS 2轻量模拟器。ros2工具可以被用户用于管理，内查并与一个ROS系统交互。它是安装ROS 2的一部分。rqt是ROS 2的一个图形用户接口（GUI）工具。

安装 turtlesim

sudo apt update
sudo apt install ros-humble-turtlesim

查询一个包的可执行程序（这个个人感觉还是很有用的）

ros2 pkg executables turtlesim

启动 turtlesim

执行如下命令会出现一个模拟窗口，窗口正中有一个随机形状的乌龟。

ros2 run turtlesim turtlesim_node

使用 turtlesim

重新打开一个终端，设置环境，执行如下命令后，可以通过键盘上的箭头按键控制乌龟的移动，并留下移动的轨迹。
使用list命令可以查看节点，话题，服务，动作信息，具体如下：

ros2 node list
ros2 topic list
ros2 service list
ros2 action list

安装 rqt

sudo apt update
sudo apt install ~nros-humble-rqt*

在终端键入rqt，启动rqt程序。

使用 rqt

首次启动时，界面内容是空白的，只需要选择Plugins > Services > Service Caller，如果点击Plugins没有看到Services，你应该关闭rqt并在终端输入rqt --force-discover。
1.选中/spawn服务（该服务用于产生另一只的乌龟），修改name参数给这个乌龟重命名，修改x，y的值给这个乌龟设置新的位置，然后点击Call按钮，完成修改。
2.选中/set_pen服务，修改r,g,b的值设置乌龟轨迹的颜色。

重映射

由于新创建的控制终端（turtle_teleop_key）还是只能控制第一只乌龟，为了让控制终端可以控制新产生的乌龟，使用如下命令重定向cmd_vel话题。

ros2 run turtlesim turtle_teleop_key --ros-args --remap turtle1/cmd_vel:=turtle2/cmd_vel

这个终端就可以控制新产生的乌龟了，再启动一个turtle_teleop_key的终端又可以控制第一只乌龟了。

关闭turtlesim

可以在turtlesim_node终端输入Ctrl + C并且在turtle_teleop_key终端输入q。