ROS 入門教程

面向第一次接觸 ROS 的開發者。基於 Ubuntu 22.04 + ROS 2 Humble,結合鉅犀科技 IMU 模組與 SO-ARM101 機械臂實踐。

1. 什麼是 ROS?

ROS(Robot Operating System)是機器人開發的事實標準中間件,提供:

• 話題 (Topic):發布/訂閱機制,點對點通信(如 IMU 數據流)
• 服務 (Service):請求/響應機制(如觸發一次動作)
• Launch:多節點一鍵啟動

ROS 2(Humble)是當前主流版本,支持實時、多機與安全增強。

2. 環境安裝

Ubuntu 22.04 + ROS 2 Humble

# 添加 ROS 2 源
sudo apt update && sudo apt install -y curl gnupg lsb-release
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 $(source /etc/os-release && echo $UBUNTU_CODENAME) main" | \
  sudo tee /etc/apt/sources.list.d/ros2.list > /dev/null

# 安裝
sudo apt update
sudo apt install -y ros-humble-desktop

# 配置環境(每次新終端執行,或寫入 ~/.bashrc)
source /opt/ros/humble/setup.bash

驗證安裝

# 終端 1
ros2 run demo_nodes_cpp talker

# 終端 2
ros2 run demo_nodes_py listener

看到 Hello World: N 循環即安裝成功。

3. 核心概念速覽

概念	說明	示例
節點 (Node)	獨立進程,完成特定任務	IMU 節點、機械臂節點
話題 (Topic)	發布/訂閱,數據流	/imu/data 姿態數據
消息 (Message)	話題數據類型	sensor_msgs/Imu
服務 (Service)	請求/響應	觸發舵機復位
Launch 文件	多節點啟動編排	imu_launch.py

4. 結合鉅犀科技產品實踐

IMU 模組(ROS 2)

git clone https://github.com/Juxi-Technology/ICM42670P-High-Precision-IMU-Module.git
cd ICM42670P-High-Precision-IMU-Module
colcon build
source install/setup.bash

# 啟動
ros2 launch icm42670p imu_launch.py

# 查看數據
ros2 topic echo /imu/data

• IMU ROS2 詳細教程
• IMU ROS1 詳細教程

KWS 模組(RViz2)

• KWS ROS2 RViz2 可視化

5. 常用命令速查

ros2 node list              # 列出節點
ros2 topic list             # 列出話題
ros2 topic echo /topic      # 查看話題數據
ros2 service list           # 列出服務
ros2 launch pkg file.launch.py  # 啟動 launch

常見問題

Q: source /opt/ros/humble/setup.bash 報錯?

A: 確認安裝版本與實際路徑;Jetson 設備可能需要先激活 conda。

Q: 端口權限報錯?

A: 串口設備授權:sudo chmod 666 /dev/ttyACM*。

Q: 想在 Jetson 上用?

A: Jetson 平台注意 PyTorch 版本兼容性,參考 Jetson PyTorch 兼容性。

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