为什么要写这篇blog

本人研究方向为多移动机器人开发，在样机研制过程中，协同控制系统基于ROS1进行实现。但ROS1的分布式通信设计基于Master的RPC调用和TCP/UDP机制。在主机(Master)宕机时，整体系统就会崩溃，冗余性非常差。

基于DDS和discovery机制的ROS2则实现了去中心化设计，解决了Master冗余问题，并引入更多的特性，完善机器人系统架构。

但是ROS2的开发成本较高，且学习资料以官方英文文档为主。笔者在进行项目的ROS2重构工作时，发现可参考的资料过于繁琐、混乱，且测试案例不全，这对小白来说，入门并测试需要花费较多时间探索。

因此，写下本文记录ROS2的入门记录，供大家学习、借鉴思路，早日解决自己的问题。

环境参考

1. 两台笔记本，环境为Ubuntu16.04，已进行ping测试
2. 均已安装ROS1 kinetic 版本，独立运行正常
3. ROS2目标版本：Ardent版

1 ROS2优势

ROS2正式版到来，到底带来哪些变化？
推荐：ROS2官方介绍

最主要的通信架构改变：

通信机制：

• ROS1
  
• ROS2
  

2 安装ROS2 Ardent 版本

2.1 UTF-8支持

首先检测格式支持情况：

echo $LANG

如果是就可以忽略下面的操作，不是请安心执行:

sudo locale-gen en_US en_US.UTF-8
sudo update-locale LC_ALL=en_US.UTF-8 LANG=en_US.UTF-8
export LANG=en_US.UTF-8

2.2 安装依赖

依赖：

sudo apt update && sudo apt install curl gnupg2 lsb-release

2.3 密钥认证

这一步需要网络畅通，下载不了可以先wget下载ros.asc文件，然后在运行添加key命令

curl -s https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/ros.asc | sudo apt-key add -

2.4 添加分支

到源列表文件里，清华大学得源，速度快

sudo sh -c 'echo "deb http://mirror.tuna.tsinghua.edu.cn/ros2/ubuntu `lsb_release -cs` main" > /etc/apt/sources.list.d/ros2-latest.list'

2.5 安装ros2

16.04 是xenial ，安装ardent版本

sudo apt-get update && sudo apt-get install ros-ardent-desktop

安装需要一定时间，这个包服务器是美国的，慢慢下载，失败就多试几次

注：可以运行下述代码，下载所有ardent版本软件包：

sudo apt install `apt list ros-ardent-* 2> /dev/null | grep "/" | awk -F/ '{print $1}' | grep -v -e ros-ardent-ros1-bridge -e ros-ardent-turtlebot2- | tr "n" " "`

2.6 安装工具

激活tab补全

sudo apt install python3-pip
sudo pip3 install argcomplete
sudo activate-global-python-argcomplet

2.7 激活ROS2 && 与ROS1共存

去bashrc中激活环境，首先打开终端，键入：

sodu gedit .bashrc

在最后输入：

source /opt/ros/ardent/setup.bash

但是，发现ROS1同样也存在source环境：

source /opt/ros/kinetic/setup.bash

这里推荐ROS1与ROS2环境共存，将ROS1与ROS2的source删除，输入以下代码：

echo "Would you like to run ros kinetic(1) or ros2 ardent(2)?"
read edition
if [ "$edition" -eq "1" ];then
  source /opt/ros/kinetic/setup.bash
else
  source /opt/ros/ardent/setup.bash
fi

每次运行终端，可自行进行选择ROS版本，在相应终端中进行工作。

注：但选择ROS2时可能会显示与ROS1参数有冲突风险，但不影响使用。在选择ROS2后，可进入配置文件，将显示内容全部注释。

sudo gedit /opt/ros/ardent/share/ros_environment/environment/1.ros_distro.sh

全部注释：

# generated from ros_environment/env-hooks/1.ros_distro.sh.in
#if [ -n "$ROS_DISTRO" -a "$ROS_DISTRO" != "ardent" ]; then
#  echo "ROS_DISTRO was set to '$ROS_DISTRO' before. Please make sure that the environment does not mix paths from different distributions."
#fi
#export ROS_DISTRO=ardent

退出保存即可。

2.8 测试话题通信

运行两个ROS2终端，分别测试：

ros2 run demo_nodes_cpp talker

ros2 run demo_nodes_cpp listener

测试结果：

至此，完成安装与测试工作。

3 ROS2多机通信

3.1 环境参考

1. 两台笔记本，环境为Ubuntu16.04，同一WIFI下已进行ping测试
2. 均已安装ROS1 kinetic 版本、ROS2Ardent版本，且运行正常

3.2 设置domain_id

在网络畅通的情况下，分别在ROS2终端中，设置：

export ROS_DOMAIN_ID=1

此时，两台笔记本在当前终端中分别运行talker与listener

第一台笔记本：

第二台笔记本：
完成ROS2的多机通信

4 ROS2与ROS1通信

通过bridge实现，实现原理1
通过bridge实现，实现原理2

4.1 安装ros1_bridge

分别在两台笔记本ROS2终端中安装：

sudo apt install ros-ardent-ros1-bridge

在进行ROS1与ROS2通信时，ROS2的终端中运行即可：

ros2 run ros1_bridge dynamic_bridge

4.2 测试

4.2.1 ROS1运行roscore

第一台笔记本运行roscore

4.2.2 ROS1运行talker

第一台笔记本运行talker，最简单的/chatter话题，ROS1例程

4.2.3 ROS2运行ros1_bridge

第一台笔记本运行

ros2 run ros1_bridge dynamic_bridge

4.2.4 ROS2运行listener

第一台笔记本ROS2终端运行：

ros2 run demo_nodes_cpp listener

至此，完成ROS1与ROS2在同一台机器的通信测试。

下面会测试ros1与ros2的多机通信，较为复杂，故推荐:

在需要ros1与ros2通信时，尽量在一台机器人上实现数据通信，在多机之间采用ros2实现通信即可。尽量避免多机进行ros1与ros2的通信。

5 进阶：多机实现ROS1与ROS2的通信

与之前的步骤类似，但要同时进行多机协同设定：
准备工作：

1. 两台笔记本进行ROS1的协同通信设置，目的是保证ros1_bridge能够找到MASTER_URI。此处省去设置过程，可自行搜索教程。
2. 两台笔记本进行ROS2的协同通信设置，目的是保证两台机器的通信

5.1 ROS1运行roscore

第一台笔记本运行

5.2 ROS1运行talker

第一台笔记本运行

5.3 设定domain_id

第一台笔记本ROS2环境下设定：

第二台笔记本运行2个ROS2终端，并分别如上设定

5.4 第二台机器ROS2下运行ros1_bridge

此时，第二台机器运行ros1_bridge(没有设定ros1协同通信的话，会找不到master)。
（运行时是没有显示话题数据流向的，在5.4运行之后，会显示出流向信息）

5.5 第二台机器ROS2下运行listener

第二台机器运行listener，此时bridge也会显示出话题数据流向

5.6 小结

相对于同一台机器而言，ROS1与ROS2的多机协同通信完成初步测试，但非常复杂。需要进行ROS1与ROS2的协同通信。（后期在测试时发现，在多机过程中，可以不进行ROS2的协同通信domain设定）
但目前的ROS机器人开发生态而言，应首先完成ros1开发工作，然后进行ros2的迁移重构工作。

最主要的是，在需要ros1与ros2通信时，尽量在一台机器人上实现数据通信，在多机之间采用ros2实现通信即可。尽量避免多机进行ros1与ros2的通信。

最后

以上就是阔达糖豆为你收集整理的看这一篇就够了！ROS2入门学习：安装、测试、多机通信以及与ROS1的切换、通信为什么要写这篇blog1 ROS2优势2 安装ROS2 Ardent 版本3 ROS2多机通信4 ROS2与ROS1通信5 进阶：多机实现ROS1与ROS2的通信的全部内容，希望文章能够帮你解决看这一篇就够了！ROS2入门学习：安装、测试、多机通信以及与ROS1的切换、通信为什么要写这篇blog1 ROS2优势2 安装ROS2 Ardent 版本3 ROS2多机通信4 ROS2与ROS1通信5 进阶：多机实现ROS1与ROS2的通信所遇到的程序开发问题。

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