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前言
本篇博客主要是在Ubuntu系统中，安装ROS软件，并记录和分析所遇到的各式问题和解决措施。
熟悉ROS基本命令，并运行小海龟demo例子，通过键盘控制小海龟运动。同时用话题查看器查看两个node之间的消息传递；用C++或python写一个程序，控制小海龟走一个圆形。
一、ROS简介
ROS (Robot Operating System, 机器人操作系统) 提供一系列程序库和工具以帮助软件开发者创建机器人应用软件。它提供了硬件抽象、设备驱动、库函数、可视化、消息传递和软件包管理等诸多功能。
二、ROS安装
2.1添加ROS软件源
sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'
2.2添加密钥
sudo apt-key adv --keyserver keyserver.ubuntu.com --recv-keys F42ED6FBAB17C654
2.3安装ROS
sudo apt update
sudo apt-get install ros-melodic-desktop-full
注意：
需要根据Ubuntu的版本选择合适的ROS版本。否则会出现Unable to locate package ros-kinetic-desktop-full的错误。ROS的版本主要有Melodic、Lunar、Kinetic版本，根据linux系统不同选择合适的版本，报错也就解决了。安装时间比较长。
2.4初始化rosdep
sudo rosdep init
rosdep update
问题1：
使用sudo rodep init出现sudo rosdep：找不到命令提示的错误。
解决方法：
sudo apt install python-rosdep
问题2：
出现ERROR: cannot download default sources list from: https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/rosdep/sources.list.d/20-default.list Website may be down.的错误。
解决方法：
输入以下命令修改host文件：
sudo gedit /etc/hosts
在第一行添加raw.githubusercontent.com的ip地址，再进行初始化:
其中的ip是通过https://site.ip138.com进行输入raw.githubusercontent.com查询获取得到，任意选择一个
如果正常的话应该就能够运行sudo rosdep init了，但是我依旧无法正常运行，卡在了这里无法解决，因此我采用了鱼香大佬的一键安装，简单快捷。
鱼香一键安装
2.5设置环境变量
这行命令也与ubuntu的版本有关：
echo "source /opt/ros/noetic/setup.bash" >> ~/.bashrc
运行下面的命令让环境变量生效：
source ~/.bashrc
2.6安装rosinstall
sudo apt install python3-rosinstall python3-rosinstall-generator python3-wstool
安装后运行roscore，成功
ROS安装完成。
三、小海龟案例
3.1键盘控制小海龟
1、新建一个终端运行ros
roscore
2、新建终端启动小海龟的仿真器
rosrun turtlesim turtlesim_node
3、新建终端打开键盘控制器
rosrun turtlesim turtle_teleop_key
通过键盘上下键对即可对小海龟进行控制
3.2话题查看器查看两个node之间的消息传递
在上面的三个终端运行的时候，再新建一个终端输入下面的命令查看话题：
rqt_graph
/teleop_turtle发布者通过 /turtle1/cmd_vel 这个话题向订阅者 /turtlesim 进行发布内容。
3.3用C++写一个程序，控制小海龟走一个圆形
3.3.1创建工作目录
1.新建一个文件夹，命名为catkin_ws
2.在文件夹 catkin_ws 下创建一个文件夹 src
3.移动到src目录下输入catkin_init_workspace。在src文件夹中出CMakeLists.txt文件
4.返回catkin_ws,对其进行编译
mkdir -p ~/catkin_ws/src
cd ~/catkin_ws/src
catkin_init_workspace
cd ~/catkin_ws
catkin_make
3.3.2设置环境变量
设置环境变量是为了让系统知道功能包的位置在哪，以便能找到。确保安装脚本正确地覆盖了工作空间，ROS_PACKAGE_PATH环境变量包含在目录中。
source devel/setup.bash
echo $ROS_PACKAGE_PATH
3.3.3Package创建
来到workspace的src目录下，新建my_turtle_package包
cd ./src
catkin_create_pkg my_turtle_package std_msgs rospy roscpp
说明：
catkin_create_pkg是创建package的命令。运行以上命令，会新建好package的目录，并且在目录中创建CMakeLists.txt，package.xml，src，include等文件和 目录第一个参数firstros是指创建的package名称，可以根据自己的实际需求去设定。
后面的参数roscpp，rospy，rosmsg是指当前创建的这个package需要提供哪些环境依赖。
roscpp是对c++的一种依赖，有了它就可以用c++开发ros程序。
rospy是对python的一种依赖，有了它就可以用python开发ros程序。
进入my_turtle_package的src文件中
新建画圆程序名为yuan.cpp
touch yuan.cpp
3.3.4画圆C++程序
1、打开yuan.cpp
gedit yuan.cpp
2、代码
#include "ros/ros.h"
#include<geometry_msgs/Twist.h> //运动速度结构体类型 geometry_msgs::Twist的定义文件
int main(int argc, char *argv[])
{
ros::init(argc, argv, "vel_ctrl"); //对该节点进行初始化操作
ros::NodeHandle n; //申明一个NodeHandle对象n，并用n生成一个广播对象vel_pub
ros::Publisher vel_pub = n.advertise<geometry_msgs::Twist>("/turtle1/cmd_vel", 10);
//vel_pub会在主题"/cmd_vel"(机器人速度控制主题)里广播geometry_msgs::Twist类型的数据
ROS_INFO("draw_circle start...");//输出显示信息
while(ros::ok())
{
geometry_msgs::Twist vel_cmd; //声明一个geometry_msgs::Twist 类型的对象vel_cmd，并将速度的值赋值到这个对象里面
vel_cmd.linear.x = 2.0;//前后（+-） m/s
vel_cmd.linear.y = 0.0; //左右（+-） m/s
vel_cmd.linear.z = 0.0;
vel_cmd.angular.x = 0;
vel_cmd.angular.y = 0;
vel_cmd.angular.z = 1.8; //机器人的自转速度，+左转，-右转，单位是rad/s
vel_pub.publish(vel_cmd); //赋值完毕后，发送到主题"/cmd_vel"。机器人的核心节点会从这个主题接受发送过去的速度值，并转发到硬件体上去执行
ros::spinOnce();//调用此函数给其他回调函数得以执行(比例程未使用回调函数)
}
return 0;
}
3.3.5修改CMakeLists.txt文件内容
返回my_turtle_package，打开CMakeLists.txt文件
在CMakeLists.txt文件中找到##Declare a C++ executable，在这一行的前面添加如下内容：
add_executable(yuan src/yuan.cpp)
target_link_libraries(yuan ${
catkin_LIBRARIES})
3.3.6编译程序
进入catkin_ws,编译程序
cd ~/catkin_ws/
catkin_make
·
3.3.7运行程序
新建一个终端，运行ros。
roscore
再新建一个终端，启动我们的小海龟。
rosrun turtlesim turtlesim_node
再打开一个终端
cd ~/catkin_ws/
source devel/setup.bash #程序注册
rosrun my_turtle_package yuan
效果如下：
四、总结
安装ROS的整个过程，首先需要选择对应版本的ROS，接着就是在初始化rosdep问题上的处理。可能会出现许多的错误无法解决。我也因此在这上面耗了很多的时间，我推荐还是使用一键安装比较好，简单快捷，没有任何错误。不过我也在解决这些问题的途中对ROS有了更多的理解，最后使用C++实现小海龟画圆的案例也使我对ROS有了初步的实践认识。