一、安装Ubuntu18与ROS

Ubuntu18是最新的长期支持版本，它有着更好的兼容性和稳定性。ROS（Robot Operating System）是一个操作系统，主要用于编写机器人软件。在安装Ubuntu18与ROS之前，你需要确保你的电脑硬件配置符合Ubuntu18的要求，并且需要一定的Linux基础知识。

1、Ubuntu18安装

// 下载官方安装镜像
wget https://mirror.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu-releases/18.04/ubuntu-18.04.5-desktop-amd64.iso
// 制作U盘启动盘
sudo dd if=ubuntu-18.04.5-desktop-amd64.iso of=/dev/sdX bs=4096
// 重启电脑，并通过U盘启动进入安装界面。安装过程不在此详细阐述。

2、ROS安装

// 添加ROS源
sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'
// 添加ROS公钥
sudo apt-key adv --keyserver 'hkp://keyserver.ubuntu.com:80' --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654
// 更新软件包索引
sudo apt-get update
// 安装ROS
sudo apt-get install ros-melodic-desktop-full
// 设置ROS环境
echo "source /opt/ros/melodic/setup.bash" >> ~/.bashrc
// 刷新环境变量
source ~/.bashrc
// 验证ROS安装
roscore

二、使用ROS进行开发

ROS的核心是它的消息通信机制，即发布-订阅模型。ROS提供了一套完整的工具包，包括消息通信、编译、可视化、仿真等，可以满足多种机器人开发的需求。在本节中，我们将详细介绍ROS的使用方法。

1、创建ROS工作空间

// 创建工作空间
mkdir -p ~/catkin_ws/src
cd ~/catkin_ws/
catkin_make
// 配置环境变量
echo "source ~/catkin_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc
// 刷新环境变量
source ~/.bashrc
// 验证工作空间
cd ~/catkin_ws/src
catkin_create_pkg beginner_tutorials std_msgs rospy roscpp

2、ROS消息通信及编译

// 创建发布器
roscpp
class Talker
{
public:
    Talker()
    {
        chatter_pub_ = n_.advertise<std_msgs::String>("chatter", 1000);
        loop_rate_ = new ros::Rate(10);
    }
    void talk()
    {
        int count = 0;
        while (ros::ok())
        {
            std_msgs::String msg;
            std::stringstream ss;
            ss << "hello world " << count;
            msg.data = ss.str();
            ROS_INFO("%s", msg.data.c_str());
            chatter_pub_.publish(msg);
            ros::spinOnce();
            loop_rate_->sleep();
            ++count;
        }
    }
private:
    ros::NodeHandle n_;
    ros::Publisher chatter_pub_;
    ros::Rate *loop_rate_;
};
// 创建订阅器
rospy
def callback(data):
    rospy.loginfo(rospy.get_caller_id() + "I heard %s", data.data)
def listener():
    rospy.init_node('listener', anonymous=True)
    rospy.Subscriber("chatter", String, callback)
    rospy.spin()
// 编译ROS包
catkin_make
// 启动发布器和订阅器
roslaunch beginner_tutorials talker_listener.launch

三、ROS可视化和仿真

ROS中提供了多种可视化和仿真工具，可以快速验证算法和模型的正确性。

1、RViz可视化

// 安装
sudo apt-get install ros-melodic-rviz
// 启动
rosrun rviz rviz

2、Gazebo仿真

// 安装
sudo apt-get install ros-melodic-gazebo-ros-pkgs ros-melodic-gazebo-ros-control
// 启动
roslaunch gazebo_ros empty_world.launch

3、MoveIt运动规划

// 安装
sudo apt-get install ros-melodic-moveit
// 启动
roslaunch panda_moveit_config demo.launch

四、ROS常用命令

在ROS开发中，有一些常用命令可以帮助我们进行开发和调试。

1、ROS命令

// 查看ROS节点
rosnode list
// 查看ROS话题
rostopic list
// 查看ROS服务
rosservice list
// 查看ROS消息类型
rosmsg show std_msgs/String

2、Linux命令

// 查看文件内容
cat filename
// 查看文件夹内容
ls dir
// 进入文件夹
cd dir
// 删除文件
rm filename
// 删除文件夹及其内容
rm -r dir

五、总结

本文主要详细介绍了如何安装Ubuntu18和ROS，并且通过具体的代码示例展示了如何在ROS中进行开发、通信、可视化和仿真。希望这篇文章对于初学者能够有所帮助，让他们快速上手ROS开发。

Ubuntu18ROS多方面详解