第2章：环境搭建：Ubuntu 22.04 + ROS2 Humble 安装与配置，Nav2源码编译与依赖安装
说实话，很多初学者在Nav2上栽跟头，八成都是环境没搭好。我见过太多人花了一周时间编译报错，最后发现是ROS2版本装错了。嗯，这一章咱们就把地基打牢。
2.1 为什么选Ubuntu 22.04 + ROS2 Humble？
你可能要问：Ubuntu版本那么多，为什么非得是22.04？
说白了，这是官方推荐的黄金组合。ROS2 Humble Hawksbill是2022年的LTS版本，和Ubuntu 22.04 LTS天生一对。我个人的习惯是：能用LTS就用LTS，省得半年后系统EOL了还得重装。
| 组件 | 推荐版本 | 说明 |
|---|---|---|
| 操作系统 | Ubuntu 22.04 LTS | 长期支持，稳定 |
| ROS2 | Humble Hawksbill | 与22.04完美匹配 |
| Nav2 | Humble分支 | 源码编译最灵活 |
2.2 安装Ubuntu 22.04 LTS
如果你已经有双系统或虚拟机，可以跳过这步。但如果你是纯小白，我建议用虚拟机先练手。
- 下载镜像： 去Ubuntu官网下载22.04 LTS桌面版
- 虚拟机配置： 至少分配4GB内存、2个CPU核心、40GB硬盘
- 安装要点： 语言选English，键盘布局选English(US)，分区默认即可
2.3 安装ROS2 Humble
ROS2的安装其实就三步：加源、装包、配环境。但每一步都有坑，我带你一个个踩平。
2.3.1 设置软件源
# 先确保系统是最新的
sudo apt update && sudo apt upgrade -y
# 安装必要的工具
sudo apt install -y software-properties-common
sudo add-apt-repository universe
# 添加ROS2 GPG密钥
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
# 添加ROS2源
echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/ros-archive-keyring.gpg] http://packages.ros.org/ros2/ubuntu $(lsb_release -cs) main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/ros2.list > /dev/null2.3.2 安装ROS2 Humble桌面版
sudo apt update
sudo apt install -y ros-humble-desktop这个包包含了ROS2的核心功能、可视化工具和常用库。大概需要1-2GB空间，下载时间取决于你的网速。我记得第一次装的时候等了快半小时，还以为卡死了。
2.3.3 配置环境变量
echo "source /opt/ros/humble/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc嗯，这里有个细节：如果你用zsh，记得改成~/.zshrc。我见过有人bash和zsh混用，source了半天没生效。
2.3.4 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如果能看到"Hello World"在循环输出，恭喜你，ROS2装好了。
2.4 安装Nav2依赖
Nav2的依赖挺多的，但别怕，大部分都能用apt搞定。
sudo apt install -y \
ros-humble-navigation2 \
ros-humble-nav2-bringup \
ros-humble-turtlebot3-gazebo \
python3-colcon-common-extensions \
python3-rosdep \
python3-vcstoolros-humble-navigation2这个二进制包，否则会冲突。我当初就是没注意，编译时报了一堆重定义错误。
2.5 从源码编译Nav2
为什么要从源码编译？说白了，二进制包是阉割版，很多调试工具和示例代码都没有。我建议你至少编译一次，哪怕后面用二进制包，心里也有底。
2.5.1 创建工作空间
mkdir -p ~/nav2_ws/src
cd ~/nav2_ws2.5.2 克隆Nav2源码
cd src
git clone https://github.com/ros-planning/navigation2.git --branch humble这里要注意分支名。我见过有人克隆了main分支，结果和ROS2 Humble不兼容，编译报错。
2.5.3 安装依赖
cd ~/nav2_ws
rosdep update
rosdep install -y --from-paths src --ignore-src --rosdistro humblerosdep会自动检测缺少的依赖并安装。如果这一步报错，多半是网络问题。我曾经在某个内网环境里折腾了一下午，最后发现是DNS解析不了。
2.5.4 编译
colcon build --symlink-install编译时间取决于你的机器性能。我建议用--symlink-install参数，这样修改Python文件后不用重新编译。
--parallel-workers 4限制并行任务数，防止CPU过热降频。
2.5.5 配置环境
echo "source ~/nav2_ws/install/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc2.6 验证Nav2安装
跑一个最简单的测试：
ros2 launch nav2_bringup tb3_simulation_launch.py如果能看到Gazebo界面和Rviz2界面，说明一切正常。嗯，第一次启动可能会慢一些，因为要下载模型文件。
2.7 本章知识体系
下面这张图帮你理清整个环境搭建的逻辑：
2.8 常见问题与避坑
- 编译报错： 先检查ROS2版本和系统版本是否匹配。我曾经遇到过有人用Ubuntu 22.04装ROS2 Foxy，编译Nav2时一堆API不兼容。
- rosdep update失败： 多半是网络问题。可以试试
export ROSDISTRO_INDEX_URL=https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/rosdistro/index-v4.yaml换国内源。 - Gazebo启动黑屏： 检查显卡驱动。我建议用
sudo apt install nvidia-driver-535（如果你有N卡）。
好了，环境搭好了，下一章咱们就开始写第一个Nav2程序。记住，基础不牢，地动山摇。花点时间把环境搞稳定，后面会省很多事。