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1、环境

操作系统：Ubuntu 12.04

ROS版本：Hydro

操作系统介绍：ROS 渔龟的首选平台为 Ubuntu 12.04 LTS (Precise)发行版，而ROS 渔龟对其他Linux发行版，Mac OS X，Android以及Windows也有不同程度的支持

ROS版本介绍：ROS Hydro(渔龟)是第七个ROS发行版， 发行时间为2013年9月4日。升级了众多ROS程序包，使其为可支持新的catkin底层系统，并修正并改进了ROS的核心组件。许多工具也得到了升级，如： rviz 和 rqt。与此同时，使用了官方标准的依赖包，而非创建我们自己的专用版本。实现这项改进的函数库有PCL，Stage和Gazebo，以及其它众多曾被ROS社区单独定制过的函数库。另外，ROS 渔龟可以更好的与Gazebo集成

以下所有的教程都是在hydro这个版本上的运行。

2、安装

第一步：配置软件仓库

配置Ubuntu软件仓库以允许系统安装"restricted"、"universe"和"multiverse"这三种组件类型的软件

第二步：添加Sources.list

作用：配置电脑使其能够接收来自packages.ros.org的软件。

目前ROS Hydro软件包只支持Precise、Quantal和Raring这三个版本的ubuntu操作系统。

在命令行下输入：

建议选择国内镜像地址，可以提高下载速度，毕竟full安装模式需要下载将近1GB的文件。

1、 国外镜像

Ubuntu 12.04 (Precise)

sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu precise main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'

Ubuntu 12.10 (Quantal)

sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu quantal main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'

Ubuntu 13.04 (Raring)

sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu raring main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'

2、 国内镜像

Ubuntu 12.04 (Precise)

sudo sh -c 'echo "deb http://www.cosrobotics.org/mirror-cn-sh/ros/ubuntu precise main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'

Ubuntu 12.10 (Quantal)

sudo sh -c 'echo "deb http://www.cosrobotics.org/mirror-cn-sh/ros/ubuntu quantal main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'

Ubuntu 13.04 (Raring)

sudo sh -c 'echo "deb http://www.cosrobotics.org/mirror-cn-sh/ros/ubuntu raring main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'

3、更加详细的镜像源

链接

第三步：添加keys

命令：sudo apt-key adv --keyserver hkp://pool.sks-keyservers.net:80 --recv-key 0xB01FA116

第四步：安装

1、升级你的软件包列表，确保是最新

命令：sudo apt-get update

2、安装版本选择

我们选择的是apt-get的方式安装，而不是从源码安装，因为使用这些安装包比通过编译源码来安装更加高效，所以推荐你在Ubuntu系统下使用这种方式安装。

当然有些人是劝不住的，如果你想自己体验一下源码自己编译的话，给你：传送门。

最后你也会回来用安装包的方式安装的，

ROS_Hydro一共有四种安装方式：

第一种桌面完整版安装：包含ROS核心组件、rqt、rviz、机器人通用库、2D/3D模拟器、导航以及2D/3D感知，这个也是推荐的安装方式。

命令：sudo apt-get install ros-hydro-desktop-full

第二种桌面精简版安装: 包含ROS核心组件、rqt、rviz、机器人通用库

命令：sudo apt-get install ros-hydro-desktop

第三种ROS核心安装: 包含ROS核心组件、 编译工具以及通信相关的函数库，无GUI工具。

命令：sudo apt-get install ros-hydro-ros-base

第四种独立安装: 还有一种单独安装某个ROS程序包的方式，这个比较自由，需要什么装什么。(用需要安装的程序包名称替换破折号后的的“PACKAGE”):

命令：sudo apt-get install ros-hydro-PACKAGE

配合此安装模式可使用

命令：apt-cache search ros-hydro

查看可供安装的ROS程序包

综上所述：建议大家使用桌面完整版安装的方式。

第五步：初始化rosdep

功能：rosdep能够让你在编译程序包源码时轻松地安装编译所依赖的库，并运行一些必要ROS核心组件。

命令：sudo rosdep init

这行命令使用结束后会提示你输入：

命令：rosdep update

记住这行不能使用sudo的形式，会导致权限错误。

第六步：环境配置

功能：每次启动终端的时候自动配置ROS变量，而不需要每次启动终端的时候使用，类似：source /opt/ros/版本/setup.bash的命令配置一次ROS环境。

命令：

echo "source /opt/ros/hydro/setup.bash" >> ~/.bashrc

source ~/.bashrc

备注：如果你的电脑装了多个ROS，几个系统共存，只需要更改：echo "source /opt/ros/版本/setup.bash" >> ~/.bashrc 命令中的版本就行了。

当然你如果只是想切换当前终端环境下的ROS版本，只需要运行。

命令：source /opt/ros/hydro/setup.bash

第七步：安装rosinstall

功能：rosinstall是一个与ROS发行版无关的常用命令行工具。它只需一个命令就可以让你轻松地下载ROS程序包所需的资源树。

命令：sudo apt-get install python-rosinstall

ROS安装结束后

安装结束后

我们需要确认一下是否设置好环境变量

命令：export |grep ROS

出现类似如图3所示，就说明设置正常，否则运行第六步。

3、建立工作空间

我们开始创建一个catkin 工作空间，打开一个新终端，输入。

命令： mkdir -p ~/catkin_ws/src

命令：cd ~/catkin_ws/src

命令：catkin_init_workspace 初始化工作空间

命令：cd ~/catkin_ws/(或者输入cd ..)

命令：catkin_make 编译

输入ls后我们发现在catkin_ws目录下多了两个文件夹build和devel，其中在devel文件夹里面都是类似*.sh文件。我们可以和上面第六步一样使用source命令，将这些文件中的任何一个都可以设置在ROS工作环境的最顶层。

我们source一下当前的工作环境

命令：source devel/setup.bash

此时我们已经安装好ROS—Hydro并且建立好一个工作空间。

录应该能看到'build'和'devel'这两个文件夹。在'devel'文件夹里面你可以看到几个setup.*sh文件。source这些文件中的任何一个都可以将当前工作空间设置在ROS工作环境的最顶层。关于这些想了解更多请阅读catkin文档。接下来首先source一下新生成的setup.*sh文件：

$ source devel/setup.bash

到此你的工作环境已经搭建完成，接下来可以继续学习 《ROS文件系统教程》。

一、ROS系统架构

第一种： 根据ROS系统代码的维护者、分布来区分，也就是一种笼统的分级方式。

(1)main：核心部分。

参与： Willow Garage公司和一些开发者设计、提供以及维护。

功能：提供了一些分布式计算的基本工具、整个ROS的核心部分的程序编写。

(2)universe：全球范围的代码

参与：不同国家的ROS社区组织、个人开发和维护。

功能：各种库代码，如OpenCV、PCL等;库的上一层是从功能角度提供的代码，如人脸识别，他们调用下层的库;最上层的代码是应用级的代码，让机器人完成某一确定的功能。ROS之所以流行离不开各大开源社区的支持，正是因为有了他们ROS才更加完善。

第二种：根据ROS文件系统层级进行分类，分成三个层级，文件系统级，计算图级，开源社区级。

二、ROS系统层级介绍

1、文件系统级：由ROS内部构成，文件结构，核心文件组成。

Packages(包): Package是ROS系统中最底层最基本的组织，里面包包含节点、ROS依赖库、数据套、配置文件、第三方软件、或者任何其他逻辑构成。package包含一个 manifest.xml 文件目录，功能包清单Manifest也就是Manifest.xml提供关于功能包，许可信息和包之间依赖关系，编译标志等信息。

Stacks(堆): Package的集合，比Package这个概念高一级别。Stack包含一个 Stack.xml 文件的目录。功能包集清单Stack manifect也就是Stack.xml提供关于功能包集的清单，包括它的许可信息和Stack之间依赖关系。

Packages和Stacks两者关系：

备注：ROS的编译系统有两种，一种叫做catkin，另外一种叫做rosbuild，rosbuild是ROS传统的编译系统，从最初沿用至今，但面临被抛弃的状态。catkin源于ROS fuerte这个版本，当时只是被一小部分人使用，在后一个版本groovy开始被正式使用，用于取代rosbuild。为什么要用catkin取代rosbuild?当然是因为catkin比rosbuild好很多，在实际应用过程中会感受到的 。基于catkin编写的package叫做wet package，基于rosbuild编写的package叫做dry package，在ROS相关的问答里面会常常看到这种说法的。

以后的教程都将使用：Catkin

2、计算图级：进程与系统之间的通信

计算图是ROS处理数据的一种点对点的网络形式，ROS建立一个连接到所有进程的，系统中的任何节点都可以访问这个网络，通过这个网络与其他节点进行数据交换，同时将自身数据发送到网络上。计算图级有几个很重要的概念：节点(Node)、消息(Message)、话题(Topic)、服务(Service)，

节点Nodes：一个节点即为一个可执行文件，它可以通过ROS与其它节点进行通信，节点可以发布或接收一个话题，也可以提供或使用某种服务。

消息Messages：消息是一种ROS数据类型，每一个消息都是一个严格的数据结构，标准的数据类型(整型，浮点型，布尔型等等)都是支持的，同时也支持原始数组类型，消息可以包含任意的嵌套结构和数组，用于订阅或发布到一个话题。

话题Topics：节点可以发布消息到话题，也可以订阅话题以接收消息。

服务Service：ROS的通讯模式是基于话题的发布/订阅模型，服务是在发布主题时，正在发送的数据能够以多对多的方式交互。

节点管理器Master：ROS名称服务 ，用于节点的名称注册和查找可以帮助节点找到彼此。

3、开源社区级：全世界不同国家的ROS社区组织、个人共享的知识算法和代码，正是因为这种分布式的结构，ROS可以迅速发展，软件仓库中包的数量指数级增加。

在ROS中程序代码是分布在众多ROS软件包当中，当使用命令行工具(比如ls和cd)来浏览时会非常繁琐，因此ROS提供了专门的命令工具来简化这些操作。

在Linux下当要输入一个完整的软件包名称时比较繁琐，我们会使用Tab补齐，在ROS中同样支持这个功能，善用这个功能增加生产效率。

一、Rospack=ros+pack(age)

功能：rospack允许你获取软件包相关信息

格式：rospack find [package-name];package-name是包名称

例程：rospack find roscpp

返回结果：在ubuntu12.04下，返回/opt/ros/hydro/share/roscpp

二、Roscd=ros+cd

功能：对ROS文件系统允许利用包的名字直接切换到相应的文件目录下。

格式：roscd [locationname[/subdir]]，[locationname[/subdir]]是[本地包名称/子目录]

例程：roscd roscpp

返回结果：就直接跳到那个目录下了，输入pwd看到

/opt/ros/hydro/share/roscpp

备注：

roscd将只能打开存在与环境变量ROS_PACKAGE_PATH中的目录及其子目录

使用命令

ROS_PACKAGE_PATH

或

export | grep ROS 查看 ROS_PACKAGE_PATH后的文件。

显示结果：

/opt/ros/hydro /share:/opt/ros/hydro/stacks，中间用冒号隔开。

其它roscd用法：

1、直接切换到一个软件包或软件包集中

命令：roscd roscpp/cmake

Cmake为roscpp下的子目录

2、直接切换到ROS保存日记文件的目录下

命令：roscd log

如果没有运行过任何ROS程序，则会报错，负责跳转到改目录下

三、Rosls=ros+ls

功能：直接利用包的名字，去列举包中的所有文件即文件夹，而不用使用绝对路径。它的使用和roscd是一样的，只有存在于ROS_PACKAGE_PATH中的目录及其子目录才能使用这个命令。

格式：roscd [locationname[/subdir]]，[locationname[/subdir]]是[本地包名称/子目录]

例程：rosls_roscpp_tutorials

返回结果：列出目录roscpp_tutorials下的所有文件。

首先回顾第一章安装ROS后，创建工作空间

1、创建ROS工作空间

下面我们开始创建一个catkin 工作空间：

$ mkdir -p ~/catkin_ws/src

$ cd ~/catkin_ws/src

即使这个工作空间是空的(在'src'目录中没有任何软件包，只有一个CMakeLists.txt链接文件)，你依然可以“build”它：

$ cd ~/catkin_ws/

$ catkin_make

catkin_make命令在catkin 工作空间中是一个非常方便的工具。如果你查看一下当前目录应该能看到'build'和'devel'这两个文件夹。在'devel'文件夹里面你可以看到几个setup.*sh文件。source这些文件中的任何一个都可以将当前工作空间设置在ROS工作环境的最顶层。关于这些想了解更多请阅读catkin文档。接下来首先source一下新生成的setup.*sh文件：

$ source devel/setup.bash

2、创建ROS程序包

创建一个catkin程序包

本部分教程将演示如何使用catkin_create_pkg命令来创建一个新的catkin程序包以及创建之后都能做些什么。

首先切换到之前通过《创建catkin工作空间教程》创建的catkin工作空间中的src目录下：

# You should have created this in the Creating a Workspace Tutorial

$ cd ~/catkin_ws/src

现在使用catkin_create_pkg命令来创建一个名为'beginner_tutorials'的新程序包，这个程序包依赖于std_msgs、roscpp和rospy：

$ catkin_create_pkg beginner_tutorials std_msgs rospy roscpp

这将会创建一个名为beginner_tutorials的文件夹，这个文件夹里面包含一个package.xml文件和一个CMakeLists.txt文件，这两个文件都已经自动包含了部分你在执行catkin_create_pkg命令时提供的信息。

catkin_create_pkg命令会要求你输入package_name，如果有需要你还可以在后面添加一些需要依赖的其它程序包：

# This is an example, do not try to run this

# catkin_create_pkg[depend1] [depend2] [depend3]

catkin_create_pkg命令也有更多的高级功能，这些功能在catkin/commands/catkin_create_pkg中有描述。