树莓派4B安装ubuntu 18.04运行ros系统

• 硬件：树莓派4B（4G内存版），电源（usb type-C, 5V 3A）,micro SD卡（至少16G），鼠标，键盘（usb接口），显示器（HDMI接口），网线
• 软件：ubuntu18系统，ROS Melodic。

一、安装ubuntu系统

1. 从清华的开源镜像网站下载ubuntu18的系统文件，server版，需要后面手动安装桌面。 https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu-cdimage/releases/bionic/release/ubuntu-18.04.5-preinstalled-server-arm64%2Braspi4.img.xz
2. 将系统文件烧入SD卡 windows平台：使用7zip之类的软件将ubuntu系统文件解压为img镜像文件，然后使用win32 disk imager烧入SD卡
3. 启动树莓派 将SD卡插入树莓派，并为树莓派连接好电源，显示器，鼠标，键盘，网线。启动树莓派，默认用户名密码都是ubuntu，之后需要马上修改密码，按提示操作即可。
4. 连接网络 进入系统后，用ifconfig命令查看是否联网，eth0是有线网卡，inet后面如显示ip。本文中连接的是已登陆校园网的一个路由器。如果没有联网，使用sudo reboot命令重新启动系统即可。
5. 修改软件源 ubuntu使用apt进行软件管理，默认的官网从国内连较慢，建议更换为国内的镜像网站，本文选用清华开源镜像网站。
6. 首先备份原sources.list，然后使用nano编辑，将里面http://ports.ubuntu.com/ubuntu-ports 改为 https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu-ports

sudo cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bak
sudo nano /etc/apt/sources.list
           

       7. 刷新软件包列表

sudo apt-get update
           

      8. 安装桌面 后期使用ROS的rviz, gazebo等仿真工具，需要桌面图形环境。本文选择ubuntu系统默认的desktop。

sudo apt-get install ubuntu-desktop
           

二、安装ROS

基本步骤参考ROS官方教程 这里主要的改动是将软件源设为清华镜像。

1 设置软件源 http://wiki.ros.org/ROS/Installation/UbuntuMirrors#Tsinghua_University

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

2 设置key

sudo apt-key adv --keyserver 'hkp://keyserver.ubuntu.com:80' --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654
           

3 安装ROS 这里选择功能最全的desktop-full，包含ROS, rqt, rviz, robot-generic libraries, 2D/3D simulators and 2D/3D perception。它有约1000个软件包，需要约2.5G空间，安装时间20分钟左右。

sudo apt update
sudo apt install ros-melodic-desktop-full
           

4 环境设置 将ROS环境变量在每次启动新shell时自动添加到bash会话中，后面使用会很方便

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

5 安装其他工具 这里可以安装一些实用工具，比如rosinstall和rosdep，后期手动安装ros软件包时会用到。

sudo apt install python-rosdep python-rosinstall python-rosinstall-generator python-wstool build-essential
           

6 rosdep需要初始化一下

sudo rosdep init
rosdep update
           

7 如果报以下错误，

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.
           

8 可以先尝试更改hosts文件解决，参考：rosdep update time out及失败解决方案 - 古月居 (guyuehome.com)，如果有代理，则更加方便：

9 首先找到lan-tern的setting.yaml文件。

10 用编辑器打开。默认设置可能如下。

11 我们要修改其中的addr和socksAddr。其中，192.168.6.233是运行代理的电脑在局域网中的IP，8789和8790是端口

12  接着，重启代理软件，即可看见IP修改生效。

13 Ubuntu应该要配置至少两个地方，一个是图形界面的proxy，一个是命令行terminal的proxy，只修改一处另外一处是无法生效的。

14 需要在命令行执行两条指令

export http_proxy=http://192.168.6.233:8789
export https_proxy=http://192.168.6.233:8789
           

16 在rviz里显示机器人模型，弹出可控制关节的小窗，需要再安装下面这个包。15 如果把这两条指令添加到~/.profile中可以保证当前用户每次打开terminal的时候都能访问到代理。想要撤消修改可以用这两条指令。

sudo apt install ros-melodic-joint-state-publisher-gui
           

三、测试

用经典的小乌龟例子，测试ROS是否安装成功。 1）启动ROS系统

roscore
           

2）新开一个terminal，运行turtlesim例子

rosrun turtlesim turtlesim_node
           

3) 再开一个terminal，使用键盘上下左右键控制。如果小乌龟可以移动，说明ROS安装成功。

rosrun turtlesim turtle_teleop_key
           

四、其它

1. 远程桌面

开启ubuntu的远程桌面，就可以使用别的电脑调试树莓派，省去外接显示器的麻烦。 ubuntu18自带远程桌面功能，只需在Settings->Sharing里打开即可，具体可参考这篇文章

ubuntu系统设置是登录后才能远程连接，所以还需要打开自动登录，可以参考这里。

客机使用任意一个VNC客户端，比如RealVNC，就能登陆树莓派了。