第二章 环境搭建：Ubuntu 22.04 + ROS2 Humble安装、Autoware源码编译、依赖管理工具vcs与colcon

说实话，每次带新人入门Autoware，我最怕的就是环境搭建这一步。不是技术有多难，而是坑太多。我自己当年第一次搭环境，整整折腾了两天，最后发现是Ubuntu版本选错了。所以这一章，我把自己踩过的坑、总结的经验，全部摊开来跟你讲。

2.1 操作系统选择：为什么是Ubuntu 22.04？

Autoware官方推荐的是Ubuntu 22.04 LTS。为什么不是20.04？也不是最新的24.04？

原因很简单：ROS2 Humble 是Ubuntu 22.04的原配版本。Humble是长期支持版，到2027年才结束维护。而Autoware的源码，就是基于Humble开发的。你如果用20.04装Galactic，很多依赖包版本对不上，编译到一半报错，心态直接崩掉。

2.2 ROS2 Humble 安装

ROS2的安装其实不复杂，但有几个细节容易翻车。我习惯用deb包安装，简单稳定。

2.2.1 设置语言和区域

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
export LANG=en_US.UTF-8

这一步很多人会跳过。但如果不设置，后面编译时有些包会报locale相关的警告，虽然不影响功能，但看着烦。

2.2.2 添加ROS2源

sudo apt install software-properties-common
sudo add-apt-repository universe
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
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

2.2.3 安装ROS2 Humble

sudo apt update
sudo apt install ros-humble-desktop

这里我建议装 ros-humble-desktop，包含了常用的工具和可视化组件。如果你硬盘空间紧张，可以装 ros-humble-ros-base，但后面编译Autoware时还得补一堆包，更麻烦。

2.2.4 配置环境变量

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

嗯，这里有个小坑。如果你同时装了ROS1和ROS2，两个的setup.bash会冲突。我建议只保留ROS2的source，ROS1的注释掉。

2.3 Autoware源码编译

Autoware的源码编译，说白了就是一场依赖管理的战役。你想想看，一个自动驾驶系统，涉及感知、规划、控制、定位……几十个模块，每个模块又有自己的依赖。手动一个个装？不现实。

所以Autoware官方用了两个工具：vcs 和 colcon。

2.3.1 安装vcs和colcon

sudo apt install python3-vcstool python3-colcon-common-extensions

vcs 是用来管理多个Git仓库的。Autoware的源码分布在几十个Git仓库里，vcs可以一次性把它们全部拉下来。colcon 是编译工具，比catkin更现代，支持并行编译。

2.3.2 下载Autoware源码

mkdir -p ~/autoware_ws/src
cd ~/autoware_ws
wget https://raw.githubusercontent.com/autowarefoundation/autoware/main/autoware.repos
vcs import src < autoware.repos

这一步会下载所有依赖仓库。网络不好的话，可能会超时。我建议用代理，或者换个时间段再试。我曾经在下午三点下载，死活下不完，凌晨两点再试，十分钟搞定。

2.3.3 安装系统依赖

sudo apt install -y python3-pip
pip3 install --user -r src/autoware/requirements.txt
sudo apt update
rosdep update
rosdep install -y --from-paths src --ignore-src --rosdistro humble

rosdep 会自动检测每个包的依赖，然后从apt源安装。但有时候rosdep会漏掉一些包，比如 libpcap-dev、libboost-all-dev 这些。如果编译时报错找不到某个头文件，大概率就是rosdep没装全。手动补上就行。

2.3.4 编译

cd ~/autoware_ws
colcon build --symlink-install --cmake-args -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release

这里我解释一下参数：

• --symlink-install：用符号链接代替复制文件，方便调试。你改了Python脚本，不用重新编译。
• --cmake-args -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release：编译Release版本，性能更好。

第一次编译大概需要30分钟到1小时，取决于你的CPU。我建议用 -j4 或 -j8 限制并行任务数，不然CPU跑满，电脑直接卡死。

2.4 依赖管理工具：vcs 和 colcon 详解

这两个工具，是Autoware开发的左膀右臂。我单独拿出来讲，因为很多人只知其然，不知其所以然。

2.4.1 vcs：多仓库管理神器

vcs的全称是 Version Control System tool。它用一个 .repos 文件，描述所有仓库的地址、分支、版本。你只需要一条命令，就能把几十个仓库全部拉下来。

举个例子，autoware.repos 文件里长这样：

repositories:
  autoware/common:
    type: git
    url: https://github.com/autowarefoundation/autoware_common.git
    version: main
  autoware/core:
    type: git
    url: https://github.com/autowarefoundation/autoware_core.git
    version: main
  ...

vcs会读取这个文件，然后依次执行 git clone。如果某个仓库已经存在，它会自动更新。

我常用的vcs命令：

• vcs import src < autoware.repos：导入所有仓库
• vcs pull src：更新所有仓库到最新版本
• vcs status src：查看所有仓库的状态

2.4.2 colcon：编译利器

colcon是catkin的升级版。它支持：

• 并行编译（默认用满所有CPU核心）
• 增量编译（只编译修改过的包）
• 混合语言支持（C++、Python、CMake都能编译）

我常用的colcon命令：

• colcon build：编译所有包
• colcon build --packages-select 包名：只编译某个包，省时间
• colcon build --packages-up-to 包名：编译某个包及其依赖
• colcon test：运行测试

2.5 知识体系总览

下面这张图，是我自己画的。它把本章的知识点串在了一起，你看一眼就能明白整个环境搭建的流程。

2.6 避坑指南

最后，我把自己这些年踩过的坑，列成一张表。你照着做，能省下不少时间。

常见问题	原因	解决方案
编译时报错 Could not find a package configuration file	缺少某个依赖库	用 apt search 包名 找到对应库，安装即可
vcs import 时网络超时	GitHub访问不稳定	使用代理，或换凌晨网络好的时候下载
colcon build 内存不足	并行编译任务太多	加 --parallel-workers 4 限制并行数
rosdep update 失败	rosdep源被墙	设置代理，或使用国内镜像源
source setup.bash 后找不到ros2命令	环境变量没生效	检查 ~/.bashrc 中是否有source语句

好了，这一章的内容就到这里。环境搭好了，下一章我们就能真正开始写代码了。到时候，你会感谢现在认真搭环境的自己。