📚 课程目录第2章环境搭建

2. 环境搭建

说实话，做机器人运动规划这几年，我踩过最多的坑就是环境问题。很多同学兴致勃勃地开始学 MoveIt2，结果卡在安装上，一卡就是好几天。所以我决定把环境搭建放在第一章，咱们先把地基打牢。

这一章我会带你完成三件事：装好 Ubuntu 22.04 和 ROS2 Humble，搞定 MoveIt2 的两种安装方式，最后配好工作空间。嗯，跟着我来，不会让你走弯路。

1.1 为什么是 Ubuntu 22.04 + ROS2 Humble？

你可能要问：为什么非得是这个组合？

我个人的经验是，ROS2 的版本和 Ubuntu 版本是严格绑定的。Humble 是 ROS2 的一个长期支持版本（LTS），对应 Ubuntu 22.04。说白了，用这个组合最稳。我在项目里试过其他组合，比如 Ubuntu 20.04 配 ROS2 Galactic，结果有些包死活装不上，后来一查，官方早就不维护了。

所以记住：Ubuntu 22.04 配 ROS2 Humble，这是目前最靠谱的选择。

核心要点：

Ubuntu 22.04 LTS —— 系统稳定，社区活跃
ROS2 Humble —— 长期支持，2024年才停止维护
MoveIt2 —— 专为 ROS2 设计的运动规划框架

1.2 安装 Ubuntu 22.04

这一步我假设你已经装好了系统。如果还没装，去官网下载镜像，用 Rufus 或 balenaEtcher 做个启动盘就行。这里我提几个我踩过的坑：

分区建议：至少给根目录 50GB，/home 给 100GB 以上。我刚开始只给了 30GB，结果装了几个仿真环境就满了。
显卡驱动：如果你用 NVIDIA 显卡，装完系统后记得装驱动。不然 RViz 跑起来卡得你想哭。
换源：装完系统第一件事，换国内源。清华、中科大、阿里云都行。不然下载速度会让你怀疑人生。

1.3 安装 ROS2 Humble

ROS2 的安装其实很简单，官方文档写得很清楚。但我还是把关键步骤列出来，顺便加点我的经验。

1.3.1 设置 locale

sudo apt update && sudo apt install locales
sudo locale-gen en_US en_US.UTF-8
sudo update-locale LC_ALL=en_US.UTF-8 LANG=en_US.UTF-8
export LANG=en_US.UTF-8

这一步很多人会跳过，但我不建议。ROS2 对 locale 有要求，不设好后面编译会报一些莫名其妙的错。

1.3.2 添加 ROS2 源

sudo apt install software-properties-common
sudo add-apt-repository universe
sudo apt update && sudo apt install curl -y
sudo curl -sSL https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/ros.key -o /usr/share/keyrings/ros-archive-keyring.gpg
echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/ros-archive-keyring.gpg] http://packages.ros.org/ros2/ubuntu $(. /etc/os-release && echo $UBUNTU_CODENAME) main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/ros2.list > /dev/null
sudo apt update

小技巧：如果你在墙内，可以把上面的源地址换成清华的镜像。具体方法去清华 TUNA 官网查，速度能快好几倍。

1.3.3 安装 ROS2 Humble

这里有两种装法：桌面版（推荐）和基础版。

# 桌面版（包含 RViz、Gazebo 等工具）
sudo apt install ros-humble-desktop

# 基础版（只装核心库）
sudo apt install ros-humble-ros-base

我个人建议装桌面版。虽然大了点，但 RViz 和 Gazebo 后面都会用到。省得后面再单独装，麻烦。

1.3.4 设置环境变量

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

这一步别忘了。我见过有人装完 ROS2 后没 source，然后跑来问我为什么 ros2 命令找不到……

1.3.5 验证安装

ros2 run demo_nodes_cpp talker

打开另一个终端，运行：

ros2 run demo_nodes_py listener

如果你看到两个节点在通信，恭喜你，ROS2 装好了。

1.4 安装 MoveIt2

MoveIt2 有两种安装方式：二进制安装和源码安装。我两种都试过，给你分析一下各自的优缺点。

安装方式	优点	缺点	适用场景
二进制安装	简单快速，一行命令搞定	不能修改源码，版本固定	初学者、只想用 MoveIt2 做应用
源码安装	可以修改源码，版本最新	编译时间长，容易出问题	开发者、需要定制功能

1.4.1 二进制安装（推荐初学者）

sudo apt install ros-humble-moveit

就这么简单。装完后你可以直接开始用 MoveIt2 了。我在刚开始学的时候用的就是这种方式，省心。

1.4.2 源码安装（进阶玩家）

如果你需要修改 MoveIt2 的源码，或者想用最新的特性，那就得源码安装了。

第一步，创建工作空间：

mkdir -p ~/moveit2_ws/src
cd ~/moveit2_ws/src
git clone https://github.com/ros-planning/moveit2.git -b humble
git clone https://github.com/ros-planning/moveit2_tutorials.git -b humble
git clone https://github.com/ros-planning/moveit_resources.git -b humble

第二步，安装依赖：

cd ~/moveit2_ws
rosdep install -r --from-paths src --ignore-src --rosdistro humble -y

注意：rosdep 可能会报一些包找不到。别慌，手动装一下就行。我遇到过 libompl-dev 装不上，后来发现是源的问题，换个源就好了。

第三步，编译：

cd ~/moveit2_ws
colcon build --cmake-args -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release

这一步会花点时间，去泡杯咖啡吧。我第一次编译用了将近 40 分钟，取决于你的机器配置。

第四步，设置环境变量：

echo "source ~/moveit2_ws/install/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

1.5 工作空间配置

工作空间是 ROS2 开发的基础。说白了，就是你把代码放在哪里、怎么组织的问题。

1.5.1 创建工作空间

mkdir -p ~/robot_ws/src
cd ~/robot_ws
colcon build

这样你就有了一个空的工作空间。以后你的所有代码都放在 src 目录下。

1.5.2 配置 .bashrc

我习惯在 .bashrc 里加几个别名，方便日常使用：

alias cw='cd ~/robot_ws'
alias cs='cd ~/robot_ws/src'
alias cb='cd ~/robot_ws && colcon build'
alias cbs='cd ~/robot_ws && colcon build --symlink-install'
source /opt/ros/humble/setup.bash
source ~/robot_ws/install/setup.bash

这样你每次打开终端，ROS2 环境和你的工作空间就自动加载好了。

我的习惯：用 --symlink-install 参数编译，这样你修改 Python 脚本后不用重新编译，直接运行就能看到效果。C++ 代码还是得重新编译。

1.6 本章知识体系

下面这张图帮你理清这一章的核心逻辑：

1.7 常见问题与避坑指南

最后，我把自己遇到过的问题列出来，你遇到了可以直接对照着解决。

问题1：rosdep update 失败

我曾经被这个问题卡了一下午。后来发现是网络问题，解决办法是挂代理或者用 raw.githubusercontent.com 的镜像。

问题2：colcon build 报错找不到包

多半是依赖没装全。运行 rosdep install 时加上 --ignore-src 参数，它会自动安装所有缺失的依赖。

问题3：RViz 启动后一片空白

检查一下你的显卡驱动。我遇到过好几次，装完系统没装 NVIDIA 驱动，RViz 就罢工了。

我的建议：如果你是第一次接触 ROS2 和 MoveIt2，先用二进制安装。等熟悉了基本操作，再考虑源码安装。别一上来就挑战高难度，容易劝退。

好了，环境搭建就到这里。这一章的内容虽然多，但每一步都很关键。你按照我的步骤来，应该不会出大问题。如果卡住了，回头看看上面的常见问题，大概率能找到答案。

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