ROS2入门

本章节前置知识：Python、Linux

入门体验：通过命令行ros2 run learning_node node_helloworld启动节点。

如果你想依次输入命令，就能获得一个结果，没有任何自己的思考，那这篇文档可能不适合你。

ros2的安装

安装过程中注意：ros2的版本往往与ubuntu的版本有关。

# 如果你是ubuntu 24.04，那么安装jazzy版本
sudo apt install ros-jazzy-desktop

# 如果你是ubuntu 22.04，那么安装humble版本
sudo apt install ros-humble-desktop

下载依赖

复杂的功能需要很多依赖，系统中默认的Python3出于安全考虑，可能不让你在全局环境中安装包。代码的提示给了很多选项，例如安装在虚拟环境中，删除安全文件。加上关键字，你应该学会通过翻译软件，翻译报错信息。它让你看某个文件，也请学会使用翻译软件，翻译文件内容。

error: externally-managed-environment

× This environment is externally managed
╰─> To install Python packages system-wide, try apt install
    python3-xyz, where xyz is the package you are trying to
    install.
    
    If you wish to install a non-Debian-packaged Python package,
    create a virtual environment using python3 -m venv path/to/venv.
    Then use path/to/venv/bin/python and path/to/venv/bin/pip. Make
    sure you have python3-full installed.
    
    If you wish to install a non-Debian packaged Python application,
    it may be easiest to use pipx install xyz, which will manage a
    virtual environment for you. Make sure you have pipx installed.
    
    See /usr/share/doc/python3.12/README.venv for more information.

note: If you believe this is a mistake, please contact your Python installation or OS distribution provider. You can override this, at the risk of breaking your Python installation or OS, by passing --break-system-packages.
hint: See PEP 668 for the detailed specification.

根据提示，得到的解决方式之一：pip3 install 你的包 --break-system-packages

或者可以把externally managed文件删除。

sudo apt install -y python3-pip

sudo pip3 install rosdepc

sudo rosdepc init

rosdepc update

创建节点

创建节点有两种方式：

创建Python节点：ros2 pkg create --build-type ament_python learning_node
创建C++节点：ros2 pkg create --build-type ament_cmake learning_node

只需执行其中一个命令即可，如果你会Python，就执行创建Python节点的命令。命令创建一个名为learning_node文件夹。

这里我推荐大家创建节点名的时候，使用有辨识性的名字，例如加上自己的学号：ros2 pkg create --build-type ament_python learning_node20250101。这样之后你用你同学的节点就不会报重名错误了。

注意：对于节点同名，ros2在编译时的处理方式不是使用第一个节点或最后一个节点，而是会报错。

编写代码

接着在learning_node文件夹我们就可以准备编写代码了，此时你的路径应该是：

~/work_space
    |_src
        |_learning_node/
            |_learning_node
                |_ __init__.py
            |_package.xml
            |_setup.py
            |_setup.cfg
            |_test/
            |_resource/

此时你就可以编写代码了,在__init__.py同级下创建一个.py文件，符合文件命名规则前提下，你想叫什么都可以，但是最好有一定的含义，如果你的功能是打印Hello World，那么你就可以叫node_helloworld.py。

python的函数通常是需要调用的，例如abc()函数，你需要在代码中输入abc()，才会调用这个函数。和C++有且仅有一个main函数不同，那么如何确定哪个函数是入口？更进一步思考：不同的指令对应不同的函数。因此有了setup.py最下方的入口点定义。

编写完成后记得修改setup.py最下方的入口点。

详细内容参可以参考现成的仓库：

info

拉取git仓库，可免去自己从0开始手敲代码。如果你喜欢自己从0开始抄写代码，也可以跳过本部分。

git安装：sudo apt install git

拉取命令：git clone https://gitee.com/guyuehome/ros2_21_tutorials.git

这个命令会把仓库克隆到本地。执行后，你应该能在当前文件夹下看到名为ros2_21_tutorials的文件夹，内含多个子文件夹。每个子文件夹对应一个功能包。因为ros2是模块化的，不同的功能被拆解为不同的功能包后期更好维护。

注意：如果你之前在src里创建了一些Python节点，之后又把ros2_21_tutorials文件夹也放置在src里，那么你需要检查你的创建的节点名，是否与ros2_21_tutorials内已有节点重名。

编译

# 安装colcon（此步全局仅在第一次执行时需要执行，如果失败会导致colcon build 命令不可用）
sudo apt install python3-colcon-ros
# 进入工作空间
cd ~/work_space
# 编译
colcon build

colcon build命令会将所有功能包，编译成一个可执行文件。

如果是Python这样无需编译的，会将代码直接拷贝到install文件夹下。

编译过程可能出现的报错：

节点重名：对与节点同名，ros的处理方式不是使用第一个节点或最后一个节点，而是会报错。应该删除多余节点。确保你src文件夹下，所有的xml文件中，节点的名称是唯一的。
编译失败：如果代码语法错误，则会编译失败，需要手动解决。

添加环境变量

在不更换工作空间的情况下，以下命令仅在第一次执行时需要执行。

如果你的工作空间路径不是~/work_space，请将~/work_space替换为你的工作空间路径。

source ~/work_space/install/setup.bash & echo ~/work_space/install/setup.bash >> ~/.bashrc

运行脚本

ros2 run learning_node node_helloworld

参考资料：

古月ROS 21讲

ros2的安装​

下载依赖​

创建节点​

编写代码​

编译​

添加环境变量​

运行脚本​