2. Ubuntu 系统准备：双系统安装、虚拟机配置、Ubuntu 20.04 LTS 安装与基础设置
做机器人仿真，绕不开 Linux 系统。Windows 当然也能跑一些工具，但 ROS（机器人操作系统）的原生舞台就是 Ubuntu。我个人习惯用 Ubuntu 20.04 LTS，它稳定、社区活跃，而且和 ROS Noetic 是绝配。
这一章，我们就把 Ubuntu 环境搭起来。你有两条路可以选：双系统 或者 虚拟机。我会把两种方案都讲清楚，你根据自己的硬件情况挑一个就行。
核心结论： 如果你需要实时控制、GPU 直通、或者跑 Gazebo 大型仿真，选双系统。如果你只是写写 Python 脚本、跑跑小 demo、或者不想重启电脑，虚拟机完全够用。
2.1 方案一：双系统安装（性能优先）
双系统就是在一台电脑上同时装 Windows 和 Ubuntu，开机时选择进哪个系统。好处是硬件性能完全释放，坏处是安装过程稍微麻烦一点。
2.1.1 准备工作
- 一个 8GB 以上的 U 盘（用来做启动盘）
- Ubuntu 20.04 LTS 镜像（去官网下载，别去第三方网站）
- Rufus 或 balenaEtcher（写盘工具，Windows 下用）
- 磁盘预留空间（至少 50GB，我建议 100GB+）
重要提醒： 安装双系统前，一定要备份 Windows 里的重要数据！我曾经帮一个朋友装系统，他忘了备份桌面上的项目文件，结果分区表一改，数据全丢了。血的教训。
2.1.2 制作启动盘
- 插入 U 盘，打开 Rufus。
- 设备选择你的 U 盘，引导类型选择「磁盘或 ISO 镜像」。
- 点击「选择」，找到你下载的 ubuntu-20.04.6-desktop-amd64.iso。
- 分区类型选 ，目标系统类型选 UEFI（非 CSM）。
- 点击「开始」，等待写入完成。
小技巧： 写入完成后，U 盘会被格式化，名字会变成「UBUNTU 20_0」。如果 Windows 提示需要格式化，千万别点！直接重启电脑进 BIOS 设置 U 盘启动就行。
2.1.3 磁盘分区
在 Windows 里，右键「此电脑」→「管理」→「磁盘管理」。找一个空间比较大的盘（比如 D 盘），右键「压缩卷」，输入你要腾出的空间大小（单位 MB）。
举个例子：你想给 Ubuntu 100GB，就输入 102400。压缩后会多出一块「未分配空间」，这就是 Ubuntu 的安身之所。
2.1.4 安装过程
- 重启电脑，按 F2/F12/Del 进 BIOS，设置 U 盘为第一启动项。
- 进入 Ubuntu 安装界面，选择语言为「中文简体」。
- 键盘布局选「English (US)」—— 我建议别选中文布局，写代码时符号位置会乱。
- 安装类型选择「其他选项」，手动分区。
手动分区时，我一般这样分：
| 挂载点 | 大小 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|---|
| / | 30-50 GB | ext4 | 根目录，系统文件放这里 |
| /home | 剩余空间 | ext4 | 用户数据，代码、文档都在这 |
| swap | 8-16 GB | 交换空间 | 内存不够时当虚拟内存用 |
| /boot/efi | 512 MB | EFI 系统分区 | 引导加载器，必须和 Windows 的 EFI 分区同一个盘 |
我的习惯： 我会把 /home 单独分大一点。因为以后装 ROS、下载包、存仿真模型，全往 /home 里塞。根目录 40GB 绰绰有余，别贪多。
2.1.5 引导修复（常见坑）
安装完成后重启，如果直接进了 Windows 没看到 Ubuntu 菜单，别慌。进 BIOS 把启动顺序里的「Ubuntu」调到第一位。如果还不行，用 EasyBCD 或者 Boot-Repair 工具修复一下。
我曾经遇到过： 有一次装完双系统，Ubuntu 死活起不来，卡在黑屏。后来发现是 NVIDIA 显卡驱动的问题。解决办法是：在 grub 启动项里按 e，在 quiet splash 后面加上 nomodeset，就能进系统了。进去后再装官方驱动。
2.2 方案二：虚拟机配置（灵活方便）
如果你不想折腾分区，或者电脑只有一块硬盘不想动，虚拟机是更好的选择。我平时写代码、测试脚本都在虚拟机里做，只有跑大型仿真才切到双系统。
2.2.1 虚拟机软件选择
| 软件 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|
| VirtualBox | 免费、开源、轻量 | 3D 加速一般，USB 直通稍弱 |
| VMware Workstation | 性能好、功能全、快照稳定 | 收费（有个人免费版） |
我个人推荐 VirtualBox，因为免费且够用。如果你预算充足或者公司报销，VMware 体验更好。
2.2.2 创建虚拟机
- 打开 VirtualBox，点击「新建」。
- 名称填「Ubuntu 20.04」，类型选 Linux，版本选 Ubuntu (64-bit)。
- 内存分配：至少 4GB，我建议 8GB。你想想看，后面跑 ROS 和 Gazebo，内存小了会卡死。
- 虚拟硬盘：选 VDI 格式，动态分配，大小给 50GB 以上。
2.2.3 安装 Ubuntu
- 在虚拟机设置里，存储 → 控制器 IDE → 选择你的 Ubuntu ISO 镜像。
- 启动虚拟机，进入安装界面。
- 安装过程跟双系统类似，但分区简单很多——直接选「清除整个磁盘并安装 Ubuntu」就行。
- 安装完成后，记得安装「增强功能」（Devices → Insert Guest Additions CD image）。
小技巧： 安装增强功能后，虚拟机才能自适应窗口大小、共享剪贴板、拖拽文件。我每次装完虚拟机第一件事就是装这个，不然分辨率卡在 800x600 太难受了。
2.2.4 虚拟机资源分配建议
| 资源 | 最低配置 | 推荐配置 |
|---|---|---|
| CPU 核心数 | 2 | 4 |
| 内存 | 4 GB | 8 GB |
| 显存 | 128 MB | 256 MB |
| 磁盘大小 | 50 GB | 100 GB |
2.3 Ubuntu 20.04 基础设置
不管你是双系统还是虚拟机，装完系统后都要做几件事。这些是我每次装机的标准流程。
2.3.1 更换软件源
Ubuntu 默认的软件源在国外，下载速度很慢。换成国内镜像源会快很多。
# 备份原源
sudo cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bak
# 编辑源列表
sudo gedit /etc/apt/sources.list
# 把里面的内容全部替换为阿里云源（或者清华、中科大源）
# 阿里云源（Ubuntu 20.04）：
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ focal main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ focal-security main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ focal-updates main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ focal-proposed main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ focal-backports main restricted universe multiverse
# 更新
sudo apt update
sudo apt upgrade -y我的习惯： 我一般用清华源，速度稳定。换源后第一次 apt update 可能会有点慢，因为要重建索引，后面就快了。
2.3.2 安装常用工具
sudo apt install -y vim git curl wget net-tools htop build-essential这些工具后面都会用到。vim 用来改配置文件，git 用来拉代码，htop 用来监控系统资源。
2.3.3 设置中文输入法
如果你需要输入中文，在 Settings → Region & Language → Input Sources 里添加「Chinese (Intelligent Pinyin)」。我个人习惯用英文系统 + 中文输入法，这样终端不会乱码。
2.3.4 安装显卡驱动（双系统用户必看）
如果你有 NVIDIA 显卡，建议装官方驱动。
# 查看推荐驱动版本
ubuntu-drivers devices
# 自动安装推荐驱动
sudo ubuntu-drivers autoinstall
# 或者手动安装指定版本
sudo apt install nvidia-driver-470
# 重启
sudo reboot注意： 虚拟机用户不需要装显卡驱动，VirtualBox 会用默认的 vboxvideo 驱动。如果你在虚拟机里装 NVIDIA 驱动，反而会出问题。我见过有人这么干，结果系统直接黑屏。
2.3.5 关闭系统休眠（可选）
服务器或者长期运行的机器，建议关掉自动休眠。
sudo systemctl mask sleep.target suspend.target hibernate.target hybrid-sleep.target2.4 验证安装
打开终端，输入以下命令，确认系统信息：
lsb_release -a
uname -a
free -h
df -h你应该能看到 Ubuntu 20.04.6 LTS、内核版本、内存和磁盘信息。如果一切正常，恭喜你，环境准备好了。