机器人技术（2）Ubuntu linux系统简介及安装

1 Ubuntu简介

Ubuntu（友帮拓、优般图、乌班图）是一个以桌面应用为主的开源GNU/Linux操作系统，Ubuntu 是基于Debian GNU/Linux，支持x86、amd64（即x64）和ppc架构，由全球化的专业开发团队（Canonical Ltd）打造的。
目前十分流行的机器人操作系统ROS就是基于Ubuntu运行的，因此在运行ROS之前，我们需要先花一些时间来了解如何安装以及配置Ubuntu系统，为之后安装与配置ROS系统做准备。本篇是我们机器人底盘开发教学的第一篇，也是适合编程开发基础较为薄弱的人的入门篇，如果之前已经对Linux系统有一定了解或进行过操作系统系统上开放的人可以直接跳到下一篇《ROS系统配置教程》。

2 在PC上安装Ubuntu

ROS的开发通常在PC上进行，因此我们首先需要在电脑上安装Ubuntu，Linux系统对于电脑配置的要求并不严格，目前主流的PC都可以正常运行，为了调试方便，推荐使用笔记本电脑。安装系统的方式可以分为两种，直接对硬盘分区后安装和使用虚拟机安装，这两种都需要用到系统盘，所以我们首先来制作一张系统盘。安装的系统方面我们推荐易科机器人实验室的Ubuntu 14.04.1 for ROS(indigo) by ExBot iso 发行版，里面已经集成了所需的ROS indigo，使用十分的方便，网址http://blog.exbot.net/archives/1206#update 装好后的用户名为exbot，密码均为exbot123，安装过程中设置的用户名和密码均无效，可以随便填写。

2.1 制作系统盘

下载UltraISO工具和待安装的linux系统镜像文件（如xubuntu-14.04.1-desktop-i386.iso）
打开UltraISO工具，在左下本地目录找到下载的镜像文件所在目录，然后在双击镜像文件。
在上面菜单栏里选择启动->写入硬盘镜像
点击下方格式化即是格式化U盘，然后再点击写入，耐心等待写入结束。

2.2 在硬盘分区安装Linux系统

这种方式相对来说较为简单，也十分地方便，安装前先进入bios设置从U盘启动，不同的主板进入bios不同，有的是按f12或f10,还有的是按esc，大家根据自己的机子自己设置就行。
初始界面，选择中文安装（系统默认语言为英文），选中文安装完之后，所有界面都已经汉化，不用再重新更新语言。还要说的是，此时你可以在不安装的情况下试用Ubuntu Linux。
   开始安装界面，这里把第三方软件选上，如果有网络，最好把下载更新选上，以提供对一些非开源视频音频的支持，例如mp3音乐的播放。
    选择磁盘，如果你想整个硬盘都用来安装，则选择整个硬盘，这里选择手动指定。
    对于空磁盘，要先新建分区表，选继续；这里是使用未分配的磁盘空间即空闲空间安装。
    点添加后弹出对话框，在分区里填的是6G（该版本安装完后占2.3G的空间），挂载点选根目录，也就是右斜杠。
    确定后继续添加，分区大小768MB，用于选交换空间，这个相当于windows里的页面文件，一般是内存有多大，交换空间就填多大，防止休眠时空间不够用，不过我的交换空间基本没用，就随便设置大小啦！
 注：到此为止，可以不再分区啦！如继续分，可以根据情况分给home目录或其他用途，home目录是用来存放用户文件和配置的地方。其它用途就百度一下吧！哈哈……一切完成后如上图所示，点击现在安装就可以安装了，如果觉得分区分得不好或分错了，可以点还原重新再分，在开始安装前，所有对分区的操作都未对磁盘造成物理影响，所以不用担心硬盘上的数据丢失。

2.3 在虚拟机上安装Linux系统

这种方式适用于使用者偏向于保留自己电脑原来的系统的情况下使用，但由于虚拟机运行对于计算机内存需求较大，不建议配置较低的个人电脑使用这种方式。要使用这种方式安装Linux系统，推荐使用的虚拟机是vmware workstation。
安装好虚拟机之后，打开虚拟机，点击菜单上的“文件”，选择新建虚拟机，这里选择要安装的Ubuntu14.04的系统镜像文件，按照默认安装流程安装即可完成。

3 在硬件平台上安装Ubuntu

尽管我们在个人PC上进行ROS的开发，但最终ROS的程序以及大部分的代码是运行在各种嵌入式硬件上的，因此我们还需要配置一个带有Ubuntu系统的嵌入式硬件，目前对于可用于ROS的嵌入式硬件，有两种方案较为流行，用户较多，可参考的资料也多。一种是使用英伟达的TK1，另外一种是使用raspberryPi。相对于TK1，树莓派在价格上更亲民，虽然性能上差一些，在计算SLAM时会有卡顿现象，但对于入门级用户来说，也是个不错的选择。我们的底盘上使用的就是raspberryPi 3b。下面将介绍如何在raspberryPi 3b安装Ubuntu。系统这里推荐https://ubuntu-mate.org/download/ 下载Ubuntu MATE 16.04.2 LTS。

3.1 在树莓派3b上安装Ubuntu

首先是硬件准备：
        树莓派raspi3B------------------------1
    普通显示器----------------------------1
    普通pc--------------------------------1
    连接树莓派raspi2B的鼠33键一套-------1
    ft卡class10-8G以上和读卡器--------1
    如果不是高清接口显示器，还需要一个vga接口转换器

软件准备：
    Win32DiskImager-0.9.5-binary工具，用来写入img系统到ft卡。
安装步骤：
    将ft卡插入读卡器，再插到电脑上，电脑自动识别并读到盘符（我这里是E:盘）。
    用Win32DiskImager工具将ubuntu mate系统文件写入ft卡。
    写入完成后，将ft卡插到树莓派raspi2B上，再插上电源。
    输入用户名密码登陆后，安装完成。 

3.2 树莓派配置无线网

树莓派刚安装Ubuntu后还不能直接使用，需要对软件进行更新和配置，并且之后也需要和PC连接在同一个局域网下工作，为此必须先连接上无线网，下面简要介绍如何配置无线网的方法。
a、  在命令行切换到树莓派的root用户
    su root
b、  切换成功后，用vim打开网络设置文件
    nano /etc/network/interfaces
c、  在文件中加入如下信息
    #若是有线网，则用eth0替换wlan0
    iface wlan0 inet static        
    wpa-ssid Your_Wifi_SSID    #设置网络用户名
    wpa-psk Your_Wifi_Password #设置网络密码
    address 192.168.1.200 # 设定的静态IP地址
    netmask 255.255.255.0 # 网络掩码
    gateway 192.168.1.1   # 网关
    network 192.168.1.1   # 网络地址
    #wpa-roam /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf1
d、  Ctrl+X保存修改，退出nano
e、  重启网卡
    #若是有线网，则用eth0替换wlan0
    ifdown wlan0  #关闭网卡wlan0
    ifup wlan0    #开启网卡wlan0
f、  测试网络是否联通
    ping www.baidu.com

4 最后

如果全部步骤完成，树莓派和PC均能正常连接如局域网，则可以认为Ubuntu系统已经配置完成，并进入到下一章《ROS系统入门》