ubuntu20.04安装ros-noetic,moveit,ur机器人驱动...指南！

献给学习机械臂的小伙伴

学习机器人的小伙伴一定很头疼，到底该怎么控制我们的机器人，才能使得它像人类手臂一样灵活呢？ROS机器人操作系统里面集成了很多机器人的功能包，我们可以直接调用这些功能包，专注于上层运动逻辑，而无需考虑底层控制，可以说十分方便，这也是未来机器人开发应用的趋势。
话不多说，先来安装好必备的环境吧！

安装ubuntu20.04

ubuntu20.04是最新的linux长期支持版系统，配套支持最新版ROS1发行版ros-noetic
使用官方的安装教程即可安装。

安装ROS-Noetic

ROS官方的英文教程写的很清楚，但是在国内由于网络的原因，要多一些步骤。

1. ubuntu软件源切换到国内源，建议使用aliyun
2. 命令行输入下列代码添加清华大学ros源

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'

添加密钥

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

3. 更新仓库

sudo apt update

4. 开始安装ros

sudo apt install ros-noetic-desktop-full

上述命令一次可能不能成功，没事，再输入一次就行了。

5. 安装完成后设置环境

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

到这里基本上ROS的安装已经完成了，可以打开一个ROS例程看一下：
新建一个终端（ctrl+alt+T）运行

roscore

再新建一个窗口（ctrl+shift+T）运行

rosrun turtlesim turtlesim_node

这时候应该可以看到一个小乌龟了！

再新建一个窗口运行

rosrun turtlesim turtle_teleop_key 

可以通过方向键控制小乌龟移动啦！

6. 但是ROS的安装还有最后一步，安装相关依赖，也是最麻烦的一步。

首先安装这些：

sudo apt install python3-rosdep python3-rosinstall python3-rosinstall-generator python3-wstool build-essential

然后

sudo rosdep init
rosdep update

如果你的网络够好，这一步应该没有问题。
但是很多时候由于网络原因，这一步会失败。
两个解决办法：

1. 科学上网，使用代理
2. 点这里

成功之后，恭喜！ROS安装部分结束！

安装moveit！

moveit！是一个很好用的机械臂运动规划库，有多好用？用了你就知道了！
直接命令行安装

sudo apt install ros-noetic-moveit

安装UR机器人相关驱动

如果你恰好有一台真实的UR机器人，那么你可以用moveit控制UR的运动。
如果你没有，也能在gazebo中进行仿真。
首先创建一个ROS工作空间

mkdir -p ~/catkin_ws/src
cd ~/catkin_ws/
catkin_make

之后要source一下，才能读取到工作空间里的文件，以后每次打开终端进入工作空间都要执行该命令。

source devel/setup.bash

不想每次都输入的话，那就输入下面命令，这样每次打开终端会自动source：

echo "source ~/catkin_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc

【2021.6.7更新】
请忽略以下文字，直接跳到更新处。

/*************
好了，我们准备安装ur的模型配置包了，这个包里面有ur的模型文件，moveit配置等。

cd ~/catkin_ws/src
git clone -b melodic-devel https://github.com/ros-industrial/universal_robot.git

为什么我们的ros版本是noetic而要安装melodic的呢？
因为UR官方太懒了，还没更新最新的noetic的分支…
所以先用这个吧，之后我们手动改一下相关文件。

克隆完成之后，安装相关依赖：

cd ~/catkin_ws
rosdep update #如果之前在安装ros时候已经做了这步那就不用重复了
rosdep install --from-paths src --ignore-src --rosdistro noetic

好了，继续安装ur的驱动包。

git clone https://github.com/UniversalRobots/Universal_Robots_ROS_Driver.git src/Universal_Robots_ROS_Driver

克隆完成之后，再次安装相关依赖：

rosdep install --from-paths src --ignore-src -y

到这一步基本上都差不多了，不过上面说了，melodic版本的ur包有点问题，需要手动改一下，不然编译会报错。

gedit ~/catkin_ws/src/universal_robot/ur_msgs/srv/SetPayload.srv

用下面的内容替换掉原来的：

float32 payload
geometry_msgs/Vector3 center_of_gravity
-----------------------
bool success

还需要改动ur_msgs包中CMakeLists.txt 和 package.xml两个文件中对应的地方：

gedit ~/catkin_ws/src/universal_robot/ur_msgs/CMakeLists.txt

CMakeLists.txt替换成下列内容：

cmake_minimum_required(VERSION 2.8.3)
project(ur_msgs)

## Find catkin macros and libraries
## if COMPONENTS list like find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS xyz)
## is used, also find other catkin packages
find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS message_generation std_msgs geometry_msgs)


## Generate messages in the 'msg' folder
add_message_files(
   FILES
   Analog.msg
   Digital.msg
   IOStates.msg
   RobotStateRTMsg.msg
   MasterboardDataMsg.msg
   RobotModeDataMsg.msg
   ToolDataMsg.msg
)

## Generate services in the 'srv' folder
add_service_files(
   FILES
   SetPayload.srv
   SetSpeedSliderFraction.srv
   SetIO.srv
)


## Generate added messages and services with any dependencies listed here
generate_messages(
   DEPENDENCIES
   std_msgs
   geometry_msgs
)

###################################
## catkin specific configuration ##
###################################
catkin_package(
#  INCLUDE_DIRS include
#  LIBRARIES ur_msgs
   CATKIN_DEPENDS message_runtime std_msgs geometry_msgs
#  DEPENDS system_lib
)

###########
## Build ##
###########

#############
## Install ##
#############

#############
## Testing ##
#############

gedit ~/catkin_ws/src/universal_robot/ur_msgs/package.xml

package.xml替换成下列内容：

<package format="2">
  <name>ur_msgsname>
  <version>1.2.5version>
  <description>The ur_msgs packagedescription>
  
  <author>Andrew Glusiecauthor>
  <author>Felix Messmerauthor>
  <maintainer email="[email protected]">G.A. vd. Hoornmaintainer>
  <maintainer email="[email protected]">Miguel Prada Sarasolamaintainer>
  <maintainer email="[email protected]">Nadia Hammoudeh Garciamaintainer>
  
  <license>BSDlicense>
  
  <buildtool_depend>catkinbuildtool_depend>
  <build_depend>message_generationbuild_depend>
  <depend>std_msgsdepend>
  <depend>geometry_msgsdepend>
  <exec_depend>message_runtimeexec_depend>

  <export>
  export>
package>

***********/

【2021.6.7更新】

官方功能包更新了，我们使用下面的方式安装。

$ cd ~/catkin_ws/
 #clone the driver
$ git clone https://github.com/UniversalRobots/Universal_Robots_ROS_Driver.git src/Universal_Robots_ROS_Driver
 #clone fork of the description. 
$ git clone -b calibration_devel https://github.com/fmauch/universal_robot.git src/fmauch_universal_robot
 #clone ur_msgs
$ git clone https://github.com/ros-industrial/ur_msgs.git src/ur_msgs

$ rosdep update #如果之前在安装ros时候已经做了这步那就不用重复了
$ rosdep install --from-paths src --ignore-src -y

好了，现在可以开始编译了，检查以下自己是不是在catkin_ws目录下：

catkin_make

编译完成后再

source devel/setup.bash

OK！大功告成！安装完毕！

试试看我们的ur和moveit吧

roslaunch ur3_moveit_config demo.launch

如果你不行的话，是不是没有source！

参考文献

【1】https://github.com/ros-industrial/universal_robot
【2】https://github.com/UniversalRobots/Universal_Robots_ROS_Driver

求点赞