1. Gazebo与ROS2环境搭建：Ubuntu系统安装、ROS2 Humble安装、Gazebo Ignition Fortress安装、环境变量配置与验证

做机器人仿真，第一步就是搭环境。说实话，这一步劝退了很多人。我见过不少同学，代码写得挺好，结果卡在环境配置上，一卡就是好几天。今天咱们就把这事彻底搞定。

1.1 为什么选择这套组合？

你可能要问：ROS2版本那么多，为啥偏偏选Humble？Gazebo也有新旧之分，为啥用Ignition Fortress？

我个人习惯是：选稳定版，别追新。ROS2 Humble是2022年的LTS版本，支持到2027年。Gazebo Ignition Fortress也是LTS版。这两个搭配，我在项目里跑了两年多，没出过兼容性问题。

核心组合：

Ubuntu 22.04 LTS（Jammy Jellyfish）
ROS2 Humble Hawksbill
Gazebo Ignition Fortress

1.2 Ubuntu 22.04 安装要点

嗯，这里要注意：千万别用虚拟机跑仿真。Gazebo的渲染和物理引擎对GPU有要求，虚拟机里跑起来卡得你怀疑人生。我建议直接双系统，或者用一台闲置的电脑。

安装时记得勾选「为图形和WiFi硬件安装第三方软件」。这个选项能帮你省掉不少驱动折腾的时间。我曾经因为没勾这个，装完系统发现网卡驱动不对，折腾了一下午。

磁盘分区建议：

/boot：1GB（够用）
/：50GB（系统+软件）
/home：剩余全部（你的代码、模型、数据集都放这）

交换分区可以不要，现在内存都16GB起步了，用swap文件更灵活。

1.3 ROS2 Humble 安装

装ROS2其实就几条命令的事。但很多人栽在源的选择上。国内用户一定要换清华或中科大的源，不然下载速度会让你崩溃。

# 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

# 2. 添加ROS2源
sudo apt install software-properties-common
sudo add-apt-repository universe

# 3. 添加ROS2 GPG key
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

# 4. 添加源到sources.list
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

# 5. 安装ROS2 Humble桌面版
sudo apt update
sudo apt install ros-humble-desktop

# 6. 安装开发工具
sudo apt install ros-dev-tools

避坑指南：我曾经遇到过安装到一半报错「无法定位软件包」。原因是系统源和ROS2源冲突。解决办法：先执行 sudo apt update，确认没有报错再继续。

1.4 Gazebo Ignition Fortress 安装

Gazebo Ignition Fortress的安装比ROS2还简单。但要注意：别装成Gazebo Classic。Classic版本已经停止维护了，新功能都在Ignition上。

# 安装Gazebo Ignition Fortress
sudo apt update
sudo apt install ignition-fortress

# 验证安装
ign gazebo --version

如果看到版本号输出，说明装好了。我习惯再跑一个空世界测试一下：

ign gazebo empty.sdf

能弹出Gazebo窗口，看到地面和天空，就算成功。

1.5 环境变量配置

这一步很多人会忘。装完ROS2和Gazebo，如果不配环境变量，每次打开终端都要手动source，烦得很。

我个人习惯是把配置写到 ~/.bashrc 里：

# 编辑bashrc
nano ~/.bashrc

# 在文件末尾添加以下内容
source /opt/ros/humble/setup.bash
source /usr/share/ignition/ignition-fortress/setup.sh

# 设置Gazebo与ROS2的通信桥
export IGNITION_VERSION=fortress

保存退出后，执行 source ~/.bashrc 让配置生效。

小技巧：如果你同时装了多个ROS版本，可以用别名来切换：

alias ros2h='source /opt/ros/humble/setup.bash'
alias ros2f='source /opt/ros/foxy/setup.bash'

这样想用哪个版本就敲哪个命令，互不干扰。

1.6 验证环境是否正常

装完别急着走，咱们做个快速验证。我一般用三个终端来测试：

终端1：启动Gazebo

ign gazebo shapes.sdf

终端2：启动ROS2话题监听

ros2 topic list

如果看到 /clock、/world 等话题，说明ROS2和Gazebo已经连上了。

终端3：发布一个话题测试

ros2 topic pub /test std_msgs/msg/String "data: 'Hello Gazebo'"

在Gazebo的日志窗口能看到消息输出，就说明整个链路通了。

验证清单：

检查项	命令	预期结果
ROS2版本	`ros2 --version`	显示 ros-humble
Gazebo版本	`ign gazebo --version`	显示 Ignition Fortress
环境变量	`echo $ROS_DISTRO`	显示 humble
通信测试	`ros2 topic list`	能看到Gazebo发布的话题

1.7 常见问题与解决

我整理了几个高频问题，都是我在项目里踩过的坑：

Gazebo启动黑屏：多半是显卡驱动问题。试试 export LIBGL_ALWAYS_SOFTWARE=1 强制使用软件渲染。
ROS2找不到Gazebo话题：检查 ros-ign-bridge 装了没。没装的话 sudo apt install ros-humble-ros-ign-bridge。
source命令报错：看看路径对不对。我遇到过有人把 /opt/ros/humble 写成了 /opt/ros/humble/，多了一个斜杠。

重要提醒：如果你用的是NVIDIA显卡，记得装驱动。命令是 sudo ubuntu-drivers autoinstall，然后重启。不装驱动的话，Gazebo的渲染性能会差很多。

1.8 本章知识体系

下面这张图是我自己画的，把本章的核心逻辑串起来了。你可以把它当作一个检查清单：

这张图把整个流程分成了三层：底层是操作系统，中间是ROS2和Gazebo两个核心组件，上层是环境配置和验证。你按照这个顺序来，基本不会出问题。

好了，环境搭好之后，下一章咱们就开始写第一个仿真程序。到时候你会发现，前面这些折腾都是值得的。

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