3. 环境搭建：安装 Ubuntu + ROS2 Humble 基础环境

说实话，做机器人仿真这么多年，我见过太多人在环境搭建这一步就卡住了。不是装错版本，就是依赖冲突，最后连个节点都跑不起来。这一章，咱们就把 Ubuntu 和 ROS2 Humble 稳稳当当地装好。

我个人习惯把环境搭建分成三个阶段：装系统 → 配源 → 装 ROS2。别跳步，一步步来。

3.1 安装 Ubuntu 22.04 LTS

你手头可能已经有 Ubuntu 了。但版本对不对？先确认一下。

lsb_release -a

如果输出不是 22.04 或 jammy，那就得重装。我建议用 Ubuntu Server 版，不带桌面，省资源。仿真联调主要靠命令行和远程桌面，桌面版反而容易出显卡驱动冲突。

安装步骤很简单：

1. 去 Ubuntu 官网下载 22.04.3 LTS Server ISO
2. 用 Rufus 或 balenaEtcher 做启动盘
3. 安装时选 最小化安装，别装第三方驱动
4. 分区建议：/ 给 50GB，/home 给剩余空间
5. 设置好用户名和密码，记住它

3.2 配置软件源与基础依赖

系统装好后，第一件事就是换源。国内用清华或阿里源，速度快很多。

sudo sed -i 's@//.*archive.ubuntu.com@//mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn@g' /etc/apt/sources.list
sudo apt update && sudo apt upgrade -y

然后装一些基础工具。嗯，这一步很多人会忘，但后面编译仿真包时你就会感谢我。

sudo apt install -y \
  curl wget git vim \
  build-essential cmake \
  python3-pip python3-colcon-common-extensions \
  net-tools iputils-ping

这里重点提一下 colcon。它是 ROS2 的编译工具，后面所有工作空间都靠它。我曾经在项目里用 catkin_make 编译 ROS2 包，结果折腾了两天……后来才发现 ROS2 已经不用 catkin 了。

3.3 安装 ROS2 Humble

ROS2 的安装方式有两种：Debian 包 和 源码编译。我建议用 Debian 包，省时省力。源码编译留给有特殊需求的场景。

先加 ROS2 的软件源：

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 $(lsb_release -cs) main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/ros2.list > /dev/null
sudo apt update

然后安装桌面版（包含 RViz、Gazebo 等可视化工具）：

sudo apt install -y ros-humble-desktop

这个包大概 1.5GB，下载时间取决于你的网速。装完后，记得把 ROS2 环境变量加到 .bashrc 里：

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

3.4 验证安装

装完别急着走。跑几个命令验证一下。

先看 ROS2 版本：

ros2 --version

正常输出：ros2 humble。

再跑个 C++ 和 Python 的 talker-listener 测试：

# 终端1
ros2 run demo_nodes_cpp talker

# 终端2
ros2 run demo_nodes_py listener

如果终端2能收到 Hello World 消息，说明安装成功。

3.5 安装常用仿真工具

ROS2 Humble 装好了，但做仿真还需要几个关键工具。我列个清单：

工具	用途	安装命令
Gazebo Fortress	物理仿真引擎	sudo apt install ros-humble-ros-gz
RViz2	数据可视化	已包含在 ros-humble-desktop
TF2	坐标变换	sudo apt install ros-humble-tf2-tools
Navigation2	导航堆栈	sudo apt install ros-humble-navigation2
MoveIt2	运动规划	sudo apt install ros-humble-moveit

这些工具后面章节都会用到。现在装好，省得到时候手忙脚乱。

3.6 环境结构总览

为了让你对整个环境有个直观认识，我画了张图。它展示了 Ubuntu 系统、ROS2 中间件和仿真工具之间的层级关系。

这张图你保存好。后面每装一个工具，都可以回来看看它属于哪一层。心里有数，出问题也好定位。

3.7 常见问题与解决

环境搭建过程中，有几个问题几乎每个人都会遇到。我列出来，你遇到了直接查。

问题	原因	解决方法
ros2: command not found	没有 source setup.bash	检查 ~/.bashrc 是否包含 source 命令
apt update 报 GPG 错误	ROS2 密钥未正确导入	重新执行 curl 命令导入密钥
DDS 发现不了节点	网络隔离或防火墙	关闭防火墙：sudo ufw disable
Gazebo 启动黑屏	显卡驱动或 OpenGL 问题	安装 mesa-utils，检查 glxinfo