ROS学习笔记1：在树莓派3上部署ROS

学了好久，然后依然很混乱，于是决定整理一下笔记

安装 Raspbian jessie

安装 Raspbian 非常简单，只需要三步：

• 下载镜像
• 写入TF卡（MicroSD）
• 开启SSH

下载镜像

首先打开树莓派官网，点击 DOWNLOADS，然后选择 RASPBIAN，来到Raspbian下载页面，下载 RASPBIAN JESSIE WITH PIXEL 的种子。通过种子来下载会快一些，而且下载后不需要校验。

下载种子

 

写入TF卡

官方推荐使用Etcher来写入，试用了一下，简单快捷，不过有的情况会出错，没有查出来原因。

• 下载 Etcher 并安装。
• 把TF卡插入读卡器并连接电脑。
• 打开 Etcher ，从硬盘上选择刚才下载的镜像。
• 选择你要写入的TF卡。
• 检查确认你的选项，并点击“Flash！”开始写入。

写入时系统可能会提示驱动器未格式化，千万不要格式化
写入完成后，可以看到TF卡有两个分区（驱动器）：一个是启动分区，可以打开；另一个是系统分区，Windows不能识别，显示未格式化。

开启SSH

单独为树莓派3准备一套键鼠和显示器是很奢侈的事情，所以开启SSH就变成了通常做法。
打开启动分区，在里面新建一个文件夹，命名为 SSH 。

~回顾一下

上面大部分内容其实都是在解释说明，要做的其实很少，只有以下3步：

1. 去官网下载镜像
2. 安装Etcher，并把镜像写入TF卡
3. 在启动分区新建一个名为 SSH 的文件夹

配置 Raspbian

配置时需要说明的更多一些，但其实要做的东西也很少，熟悉之后几分钟就能搞定。
在这部分需要做的事情是：

• 将树莓派接入网络
• 设置SSH
• 更改Host和密码
• 设置语言与时区
• 调整分辨率并开启VNCServer
• 配置FTP

将树莓派接入网络

注意，在这部分，你最好使用路由器来建立局域网。
一开始如果能用键鼠和显示器，就能很轻松的连接上无线网络。如果没有，也可以先通过网线将树莓派连接入局域网（需要有DHCP分配IP地址，所以校园网不行）。
接好网线后，装上刚才制作好的TF卡，然后连接电源。大约20秒后，就可以通过SSH访问树莓派了。
Windows下常用的SSH软件是PuTTY，但是这个官网是“不存在的”，所以从这里下载。绿色软件，解压即可使用。
运行putty.exe，填入主机名称 raspberrypi，点击 open 按钮，即可开启链接。

PuTTY的界面

 

首次连接会提示Host key未知（或不一致），因为是自己的树莓派，添加即可。

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提示 login as: 时，输入用户名 pi
提示 pi@raspberrypi's password: 时，输入密码，默认是raspberry

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登录成功是这样的：

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这时，树莓派的命令行界面（终端）就显示在putty中了，在putty中的操作和在树莓派上直接操作的效果是一样的。输入exit可以退出终端，如果putty界面关闭，终端内运行的命令也都会结束。

配置SSH

生成SSH的密钥

因为使用PuTTY登陆，所以此时最好使用PuTTY自带的生成器来生成密钥。打开puttygen.exe，并选择Generate，之后会提示在空白处随意移动鼠标以生成随机数。

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之后会显示生成的密钥信息，如下图：

 

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图中①是公钥（锁），私钥（钥匙）并不会显示出来。在②处设置使用此私钥时需要输入的密码（可以不设置密码），在③处保存私钥，一般不需要保存公钥（因为载入私钥后就会显示公钥）。

设置SSH公钥

存储私钥后复制①处的公钥，然后在putty界面中依次输入以下命令：

$ mkdir ~/.ssh
$ echo ssh-rsa AAAAB3……把本行ssh到最后的部分替换成自己的公钥……8xyFzQ== rsa-key-20170521
$ chmod 600 ~/.ssh/authorized_keys
$ chmod 700 ~/.ssh

** 解释一下上面的命令：**

• $ 表示行首的提示符，在终端会以“用户名@计算机名: 路径 $”的格式显示，比如 pi@raspberrypi:~ $，表示用户pi在计算机raspberrypi上，当前路径是pi的home目录。
  ~ 表示用户的home目录，也就是每个用户自己的主目录，用户所有的文件都会存在这个主目录下面。
  / 表示系统的根目录，所有的文件都“放”在这个根目录下面。
  在教程中为了避免混乱，一般不写$之前的信息，写$以区分每一行命令。
• 以$开头的每一行都是一行命令，一行命令会包含命令与参数。
  每一行命令第一个空格之前是命令，之后是参数，参数以空格分隔。一个命令可以使用参数调用另一个命令。
  使用 “man 命令名”，可以查看命令的使用方法；也可以使用“命令名 --help” 来查看帮助。
• 如果一行命令执行中不需要输入内容，比如确定yes or no，那么可以将这样的多行命令同时复制入putty，在putty中，右键为粘贴，左键框选复制。上面这几行内容都没有确认提示，所以可以先在笔记中编辑好，然后一起复制到终端里，注意最后一行可能需要手动回车。
• 上面使用的几条命令中：
  mkdir 的功能是建立目录，
  echo显示内容，常与 > 或者 >> 配合使用来更改文件内容。> 功能是将输出内容保存为文件，>> 功能是将输出内容追加到文件。
  chmod 的功能是改变文件或目录属性。

上述命令执行后，可以新打开一个putty，使用私钥登陆。

测试使用私钥登陆

先填入主机名，

 

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先填入主机名，然后在putty的左侧选择 Connection 中 SSH 的 Auth，在右侧最下方 Private key file for authentication中选择刚才保存的私钥。点右下角Open，启动终端，在输入用户名后若显示 Authenticating with public key "……" 则说明私钥认证成功。若私钥没有密码，则直接登陆成功。若有密码，则提示输入：

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若使用私钥登陆成功，则可以关闭SSH的密码登陆，以提高安全性。

$ sudo nano /etc/ssh/sshd_config

找到：
PasswordAuthentication yes
修改为：
PasswordAuthentication no
按Ctrl+X退出，按y保存，回车确定保存名称。

nano 是 linux 中常用的文本编辑器，没有vim那么高大上，但是简单易用。

更改设置后重启ssh服务以使设置生效。

$ sudo systemctl restart ssh.service

更改Host和密码

在网络中，每个计算机都拥有自己唯一的名称（主机名 Hostname，常简称Host），树莓派系统默认的Host是raspberrypi，不具有唯一性，因此需要修改这个值。树莓派有更改设置的命令行程序raspi-config

$ sudo raspi-config

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选择第一项更改密码，确认后，输入密码回车，再次输入密码回车。成功会显示密码更改成功。确认后返回程序主界面。

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选择第二项更改 Hostname ，提示只能使用小写字母及0~9的数字及连字符 -，确认后输入，按回车确认。

设置语言与时区

选择第四项 Localisation Options

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其中第一项是更改语言设置，第二项是更改时区。
按空格取消或选中选项，选中zh_CN.UTF-8

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按 Tab键 移动光标至 Ok，回车。
按下键移动光标至zh_CN.UTF-8，回车。
稍等片刻后会返回设置界面。

开启VNCServer并调整分辨率

选择第5项 Interfacing Options
其中第3项是开启VNCServer（远程桌面）
选择第3项，并移动到Yes，回车。确认后返回主界面。
选择第7项 Advanced Options
其中第5项是更改分辨率
选择第5项，选择1280x720，回车。确认后返回主界面。
按Tab键移动到Finish，回车，会提示重启，选择Yes，回车。
由于树莓派重启，终端连接断开，会提示网络连接意外断开，如下图：

 

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确认后PuTTY会进入非激活状态，关闭窗口，如下图：

 

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配置连接设置

重新打开putty.exe，输入新的主机名，设置私钥。
在左侧 Connection 中选择 Data ，在右侧中第一项中输入自动登陆用户名 pi 。

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在左侧选择 Session，在 Save Sessions 中输入登录设置名称，点右侧Save保存设置。

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然后双击配置名启动终端。

设置VNC Viewer并连接无线网络

我们常用VNC Viewer来连接树莓派，来使用桌面功能。
新建一个链接，并在VNC Server中输入主机名，点Ok开启链接
会提示认证失败，可能不安全，点继续。
然后输入登录的用户名和密码。

 

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在右上角设置无线连接，选择自己的网络，并输入密码。

配置FTP

执行下列命令以安装vsftpd FTP服务器

$ sudo apt update
$ sudo apt install vsftpd -y
$ sudo service vsftpd start
$ sudo nano /etc/vsftpd.conf

找到以下项，并更改。# 开头的行表示注释，常用#来关闭某项设置，可以删除设置前的 #，以使该项生效。
anonymous_enable=NO
local_enable=YES
write_enable=YES
local_umask=022

$ sudo service vsftpd restart

之后可以使用WinSCP等软件以FTP方式登录树莓派。

建议在配置完后备份TF卡。

安装 ROS Kinetic

调整页面文件大小

增加页面文件大小是为了解决编译时内存不足的问题。

$ sudo nano /etc/dphys-swapfile

找到 CONF_SWAPSIZE ，并将值修改为2048，保存退出并重启树莓派。

配置源

$ sudo sh -c 'echo "deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'
$ sudo apt-key adv --keyserver hkp://ha.pool.sks-keyservers.net:80 --recv-key 421C365BD9FF1F717815A3895523BAEEB01FA116

然后更新一下

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get upgrade

安装依赖

$ sudo apt-get install -y python-rosdep python-rosinstall-generator python-wstool python-rosinstall build-essential cmake

然后初始化一下

$ sudo rosdep init
$ rosdep update

编译源码

首先建立工作空间

$ mkdir -p ~/ros_catkin_ws
$ cd ~/ros_catkin_ws

然后配置一下安装文件，初始化工作空间，并下载源码

$ rosinstall_generator desktop rosserial perception joystick_drivers --rosdistro kinetic --deps --wet-only --exclude perception_pcl --tar > kinetic-custom_ros.rosinstall
$ wstool init src kinetic-custom_ros.rosinstall
$ wstool update -t src

为源码添加依赖

$ rosdep install --from-paths src --ignore-src --rosdistro kinetic -y -r --os=debian:jessie
$ sudo cp /usr/share/cmake-2.8/Modules/FindEigen3.cmake /usr/share/cmake-3.6/Modules/

开始编译

$ sudo ./src/catkin/bin/catkin_make_isolated --install -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release --install-space /opt/ros/kinetic

编译之后添加ROS配置到bash启动项

$ echo "source /opt/ros/kinetic/setup.bash" >> ~/.bashrc
$ echo "export EDITOR='nano -w'" >> ~/.bashrc

如果不用蓝牙，可以选择Ubuntu Mate

安装可以按照x64下面的Ubuntu安装，会简单很多。

$ sudo sh -c 'echo "deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'
$ sudo apt-key adv --keyserver hkp://keyserver.ubuntu.com:80 --recv-key 421C365BD9FF1F717815A3895523BAEEB01FA116

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install ros-kinetic-desktop-full

$ sudo rosdep init
$ rosdep update

$ echo "source /opt/ros/kinetic/setup.bash" >> ~/.bashrc
$ source ~/.bashrc
$ sudo apt install python-rosinstall

作者：一般的路人丙
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来源：简书
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