正文

轻松上手：ROS在树莓派上的安装与实战教程

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引言

ROS（Robot Operating System，机器人操作系统）是一个用于构建机器人应用的框架。树莓派因其低功耗和高性价比，成为机器人爱好者和开发者喜爱的硬件平台。本文将详细介绍如何在树莓派上安装ROS，并带你进行一些基础的实战操作。

安装前的准备

1. 硬件需求

  • 树莓派（至少树莓派2B或更高版本）
  • Micro SD卡（至少8GB）
  • Micro USB电源
  • 显示屏和键盘（可选）

2. 软件需求

  • Raspberry Pi OS（推荐使用最新版本）
  • 一台可以连接到互联网的电脑

ROS安装步骤

1. 初始化SD卡

将Micro SD卡插入电脑，使用Raspberry Pi Imager工具将Raspberry Pi OS安装到SD卡上。

2. 格式化SD卡

在Raspberry Pi OS中，使用以下命令格式化SD卡：

sudo raspi-config

选择“A”选项，然后按“Enter”键，选择“YES”来格式化SD卡。

3. 设置网络

连接树莓派到互联网，并设置网络。在Raspberry Pi OS中，使用以下命令配置网络：

sudo nmcli connection modify eth0 ipv4.method manual ipv4.address 192.168.1.100/24 ipv4.gateway 192.168.1.1 ipv4.dns 8.8.8.8

替换上述命令中的IP地址和网关地址为你的网络设置。

4. 安装ROS

在树莓派上，使用以下命令安装ROS：

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y ros-noetic-desktop-full

等待安装完成。

5. 设置环境变量

在树莓派上，使用以下命令设置环境变量：

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

ROS实战

1. 创建一个新项目

使用以下命令创建一个新项目：

cd ~
catkin_make

2. 编写一个简单的节点

创建一个名为talker的文件夹，并在其中创建一个名为talker.cpp的文件，内容如下：

#include <ros/ros.h>
#include <std_msgs/String.h>

void talkerCallback(const std_msgs::String::ConstPtr& msg)
{
  ROS_INFO("I heard: [%s]", msg->data.c_str());
}

int main(int argc, char **argv)
{
  ros::init(argc, argv, "talker");
  ros::NodeHandle n;
  ros::Subscriber sub = n.subscribe("chatter", 1000, talkerCallback);
  ros::Publisher pub = n.advertise<std_msgs::String>("chatter", 1000);
  std_msgs::String msg;

  while (ros::ok())
  {
    msg.data = "hello world";
    pub.publish(msg);
    ros::Rate(10).sleep();
  }

  return 0;
}

编译并运行该节点：

cd ~/talker
g++ talker.cpp -o talker
sudo ./talker

3. 创建一个订阅者节点

创建一个名为listener的文件夹，并在其中创建一个名为listener.cpp的文件，内容如下：

#include <ros/ros.h>
#include <std_msgs/String.h>

void callback(const std_msgs::String::ConstPtr& msg)
{
  ROS_INFO("I heard: [%s]", msg->data.c_str());
}

int main(int argc, char **argv)
{
  ros::init(argc, argv, "listener");
  ros::NodeHandle n;
  ros::Subscriber sub = n.subscribe("chatter", 1000, callback);
  ros::Rate loop_rate(10);

  while (ros::ok())
  {
    ros::spinOnce();
    loop_rate.sleep();
  }

  return 0;
}

编译并运行该节点：

cd ~/listener
g++ listener.cpp -o listener
sudo ./listener

此时，你应该能在终端中看到talker节点和listener节点的输出信息。

结语

通过本文，你已成功在树莓派上安装ROS并进行了实战操作。希望本文能帮助你快速上手ROS，为你的机器人项目打下坚实的基础。

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