第3章 ROS2环境搭建与核心概念
说实话，每次带新人入门ROS2，我都要先问一句：你之前用过ROS1吗？
如果用过，那恭喜你——很多概念是相通的。但千万别觉得可以无缝切换。我在一个项目里吃过这个亏，直接把ROS1的节点代码扔到ROS2里编译，结果报错报得我怀疑人生。
如果没用过，那更简单。你直接学ROS2就好，省去了改习惯的麻烦。
3.1 ROS2安装：选对版本，少走弯路
ROS2的版本迭代挺快的。我个人习惯用Humble Hawksbill，它是2022年的LTS版本，支持到2027年。做产品开发，LTS是首选，别追新。
| Ubuntu版本 | 推荐ROS2版本 | 支持周期 |
|---|---|---|
| Ubuntu 22.04 | Humble（推荐） | 2027年 |
| Ubuntu 20.04 | Foxy | 2023年（已EOL） |
| Ubuntu 24.04 | Jazzy | 2029年 |
安装步骤其实就四步，我帮你捋清楚：
- 设置语言环境——确保系统支持UTF-8
- 添加ROS2源——导入GPG密钥，把源写入sources.list
- 安装核心包——
sudo apt install ros-humble-desktop - 配置环境变量——把
source /opt/ros/humble/setup.bash加到.bashrc里
ros2 run demo_nodes_cpp talker和ros2 run demo_nodes_py listener。如果能通信，说明环境没问题。
3.2 核心概念：节点、话题、服务、参数
ROS2的四个核心概念，说白了就是机器人程序之间怎么说话、怎么干活。我画了张图，你先看个整体结构：
3.3 节点（Node）
节点就是ROS2里的最小执行单元。每个节点只干一件事，干好一件事。
比如我们的激光雷达项目里：
- /lidar_driver——只管读取雷达数据
- /motor_controller——只管给电机发PWM
- /processing_node——只管做SLAM建图
为什么不能一个程序干所有事？
我在早期项目里试过。一个节点里既读雷达又控电机，结果雷达数据一卡，电机就乱转。拆成独立节点后，每个节点可以单独调试、单独重启，互不影响。
启动一个节点很简单：
ros2 run <包名> <节点名>查看所有运行中的节点：
ros2 node list3.4 话题（Topic）
话题是节点之间单向发布-订阅的通信方式。说白了，就是有人喊话，有人听。
举个例子：
- 激光雷达节点往
/scan话题上发布数据 - 处理中心节点订阅
/scan话题，接收数据 - 处理中心算完路径后，往
/cmd_vel话题上发布速度指令 - 运动控制节点订阅
/cmd_vel，执行指令
ros2 topic echo /scan可以实时看数据。我曾经靠这个命令排查过一个雷达数据丢帧的问题——发现是USB带宽不够。
常用的话题命令：
| 命令 | 作用 |
|---|---|
ros2 topic list |
列出所有话题 |
ros2 topic echo /topic_name |
打印话题数据 |
ros2 topic info /topic_name |
查看话题详情 |
ros2 topic hz /topic_name |
查看发布频率 |
3.5 服务（Service）
话题是单向的，服务是请求-响应的。你想想看，有时候你需要一个明确的答复，比如：
- “请启动电机”——“已启动”
- “请重置里程计”——“已重置”
服务由客户端发起请求，服务端处理并返回响应。我习惯把服务用在那些需要确认的操作上，比如校准、复位、切换模式。
# 调用服务示例
ros2 service call /motor_enable std_srvs/srv/SetBool "{data: true}"3.6 参数（Parameter）
参数就是节点的运行时配置。不用改代码，不用重启节点，就能调整行为。
比如我们的激光雷达节点：
scan_frequency——扫描频率，默认10Hzrange_min——最小探测距离，默认0.1mrange_max——最大探测距离，默认10m
查看参数：
ros2 param get /lidar_driver scan_frequency设置参数：
ros2 param set /lidar_driver scan_frequency 20.0我的经验： 参数特别适合做现场调试。有一次在仓库里测试，激光雷达的探测距离不够，我直接远程改了range_max参数，从10米调到15米，问题立刻解决。不用重新编译，不用停机。
3.7 实操：跑通第一个ROS2通信
光说不练假把式。我们来跑一个最简单的例子：
- 打开终端1——启动一个发布者节点
ros2 run demo_nodes_cpp talker- 打开终端2——启动一个订阅者节点
ros2 run demo_nodes_py listener如果看到终端2不断打印I heard: "Hello World"，恭喜你，ROS2通信跑通了。
ros2 node list，你会看到/talker和/listener两个节点。再运行ros2 topic list，会看到/chatter话题。这就是节点+话题的完整链路。
嗯，到这里ROS2的核心概念你已经都接触过了。节点是骨架，话题是血管，服务是电话，参数是旋钮。后面的章节里，我们会把这些概念全部用到激光雷达和运动控制的集成开发中。