1.Ubuntu22.04 安装 Ros1 Noetic
2.tf2系列教程（十三）：在ROS 2中编写tf2侦听者节点（C++）
3.ROS2的码下学习经验
4.学习笔记ROS2纯小白 - Beginner：Client libraries（一）：工作空间与包
5.ROS2 Nav2 [Navigation 2 Stack] –SLAM导航教程
6.ROS 2中级教程——8 使用colcon构建软件包

Ubuntu22.04 安装 Ros1 Noetic

       在Ubuntu .系统上安装Ros1 Noetic并不直接支持apt安装，因为Ros官方已停止对Ros1的码下官方适配。不过，码下可以通过源码编译的码下方式在Ubuntu 上运行。以下是码下具体步骤：

       1. **添加Ros2源**：首先，你需要通过Ros2 Humble的码下彷砍柴网源码官方指南添加Ros2的官方源，尽管这不是码下安装Ros1的直接步骤。

       2. **内核版本考虑**：Ubuntu 的码下内核版本5.已相对过时，可能不适用于年后的码下硬件，因此在安装时需要考虑升级或选择其他方式。码下

       3. **安装引导程序依赖**：安装rosdep和vcstools等源码安装工具，码下初始化rosdep时，码下可能需要手动解决hddtemp包的码下问题。

       4. **修改base.yaml和-default.list**：下载base.yaml并编辑，码下添加适用于Ubuntu 的码下内容。同时，更新-default.list以引用本地的base.yaml。

       5. **连接问题**：更新rosdep时可能遇到Github连接问题，可尝试修改hosts文件或其他连接方法。

       6. **catkin工作区与安装**：创建catkin工作区，使用vcstools下载Desktop版本的Ros包。推荐安装Desktop full版本以确保功能全面。

       7. **兼容性处理**：在构建Ros1 Noetic前，需要对src文件夹中的两个包进行手动修补以适应Ubuntu .。

       8. **源码安装依赖**：使用rosdep自动检测并安装缺失的依赖。

       9. **包文件生成和下载**：生成包文件并下载依赖，注意包的顺序和完整性，避免因依赖问题导致的编译失败。

       . **替换rosconsole和urdf**：新生成的包可能需要替换rosconsole和urdf，参照依赖问题部分进行操作。

       . **构建和安装Ros1 Noetic**：使用catkin_make_isolated构建并安装Ros1，将其源码安装到指定工作区的install_isolated文件夹，然后将source命令添加到bashrc中。

       . **额外安装**：Ros1 Desktop full版本可能不包含所有需要的包，如octomap和mavros，需要单独安装。

       总的来说，虽然在Ubuntu .上安装Ros1 Noetic的过程较为复杂，但通过源码编译并遵循上述步骤，可以实现系统的兼容和功能的正常使用。

tf2系列教程（十三）：在ROS 2中编写tf2侦听者节点（C++）

       . 编写tf2侦听者节点（C++）

       描述：本教程将介绍如何使用C++编写一个能够通过tf2获取坐标系变换消息的tf2侦听者节点。

       教程级别：入门

       在前一个教程中，我们创建了tf2广播者节点来发布小乌龟的位姿到tf2。本教程将创建tf2侦听者节点以开始使用tf2坐标变换消息。

       .1 如何创建tf2侦听者节点

       使用前两个教程中创建的learning_tf2_cpp软件包，首先进入存放C++源代码的~/dev_ws/src/learning_tf2_cpp/src子目录，运行以下命令创建tf2侦听者节点的源代码文件turtle_tf2_listener.cpp：

       在文本编辑器中，将以下代码复制到该文件中，并保存：

       .1.1 代码说明

       首先导入需要用到的库/模块：

       tf2发布的坐标变换信息带有时间戳，因此需要包含geometry_msgs的TransformStamped消息类型头文件transform_stamped.hpp。本节点需要计算turtle1和turtle2两个坐标系的坐标差值，因此需要使用Twist消息类型，包含geometry_msgs的Twist消息头文件twist.hpp。ROS 2中，ament_cmake软件包都依赖C++客户端库rclcpp，因此需要包含该库的网址缩短接口源码头文件。本节点需要侦听turtle1的坐标消息，因此需要导入tf2_ros软件包中的TransformListener类和Buffer类，包含这两个类的头文件。此外，还需要处理坐标变换异常的Exception类，包含其头文件。由于本节点需要生成新的小乌龟turtle2，需要调用turtlesim软件包的Spawn服务，导入spawn.hpp模块。上述库/模块/类的导入也代表了该节点的依赖关系，需要将这些依赖包添加到package.xml和CMakeLists.txt文件中。

       接着创建了用于侦听turtle1位姿消息的FrameListener节点类，该类继承自rclcpp客户端库的Node类。在FrameListener类中定义了两个函数：一个是公共构造函数，指定节点名称turtle_tf2_frame_listener；申明和获取target_frame参数；创建TransformListener类对象transform_listener_；创建用于生成新小乌龟服务的客户端，并检查服务是否可用；创建turtle2的速度指令发布者对象变量publisher_；以1hz的频率调用on_timer()回调函数。

       回调函数on_timer()负责执行turtle1和turtle2两个坐标系之间的坐标变换，并据此向turtle2发布速度指令以对turtle1进行跟随。在该函数中，获取要进行坐标变换的两个坐标系，调用lookupTransform()方法查找坐标变换，根据坐标变换结果计算turtle2的线速度和角速度，然后向turtle2发布速度指令消息。此回调函数的调用频率为1hz，意味着每秒进行一次坐标变换和计算、发布turtle2的速度指令。

       最后是定义main()函数。初始化rclcpp客户端库，实例化FrameListener节点对象，旋转节点以调用回调函数，关闭rclcpp客户端库。

       .2 构建软件包并运行tf2侦听者节点

       编写好C++代码后，在构建和编译该软件包之前，需要编辑learning_tf2_cpp软件包的package.xml和CMakeLists.txt文件，填写软件包描述、许可证、作者等信息，添加相应依赖包和可执行文件等。具体步骤请参考相关教程。

       如果已完成前面的教程“在ROS 2中编写tf2静态广播者节点（C++）”，则package.xml文件不用修改；在CMakeLists.txt文件中，添加本教程的可执行文件，并在install(target下面添加一行。

       由于需要同时运行turtlesim软件包的turtlesim_node、learning_tf2_cpp软件包的turtle_tf2_broadcaster和turtle_tf2_listener等多个节点，需要通过启动文件组合运行这些节点。在上一教程中创建的launch子目录下为本教程创建learning_tf2_demo.launch.py启动文件，具体命令如下。

       将以下代码复制到启动文件中，并保存：

       完成上述工作后，构建编译软件包。进入工作空间dev_ws的根目录，并运行以下命令：

       编译成功后，需要对该工作空间的安装脚本进行source，命令为：

       现在可以运行刚才创建的ffmpeg旋转视频源码learning_tf2_demo.launch.py启动文件了，具体命令为：

       这样就会打开一个名为Turtlesim的窗口，里面有两只小乌龟。小乌龟turtle2会沿着一条弧形路径靠近小乌龟turtle1。

       .3 检查运行结果

       要查看本节点是否成功运行或有效，只需要在新终端中运行turtlesim软件包的turtle_teleop_key可执行文件，通过键盘上F键周围的8个字母键和箭头键控制小乌龟的旋转和移动，命令为：

       确保运行turtle_teleop_key节点的终端窗口处于活动状态，并通过相应字母键和箭头键移动第一只小乌龟turtle1，这样就会看到第二只小乌龟turtle2会跟随turtle1。

       现在可以使用tf2_ros软件包的tf2_echo可执行文件来检查两只小乌龟的位姿是否正在真实地被广播到tf2，命令分别为：

       应该会显示第一只乌龟的位姿，如下所示：

       此时继续移动turtle1，小乌龟turtle2正在跟随，turtle2的位姿信息也会一直发生变化。

       还可以对turtle1和turtle2两个坐标系的坐标变换进行回显，请运行以下命令：

       在驱使turtle1移动而turtle2在进行跟随的过程中，会获得如下所示的输出：

       这说明已经成功地将两只小乌龟的位姿都广播到了tf2，并实现了对turtle1坐标系的侦听，使用了两只小乌龟坐标系变换信息以让turtle2对turtle1进行跟随。

ROS2的学习经验

       ROS2广泛应用于工业自动化、服务机器人、智能交通、医疗保健和农业机器人等领域。相较于ROS，ROS2去除了部分缺点，并被认为是未来的趋势。尽管ROS2发展时间不长，生态系统尚未完善，学习资源较少，但学习它并推动生态发展是明智之举。个人学习经验表明，应具备编程语言（C++和Python）、Ubuntu系统命令使用、C++智能指针（如make_ptr和共享指针）、命名空间、VSCode使用、多线程编程、数学知识（坐标转换、pnp解算、旋转度RPY、四元素等）、CmakeLists.txt语法等基础。

       初学者应从视频资源入手学习ROS2基础，推荐赵虚左老师的视频课程，使用鱼香ROS工具进行实践。首先，通过赵虚左老师的视频学习ROS2基础，然后进一步使用鱼香ROS文档深入学习导航2（Navigation2）部分。面对导航2框架资料较少、难以理解的挑战，建议仔细积累并参考官方文档的英文版本与鱼香ROS的翻译文档。遇到文档中错误的代码时，不要怀疑，可以尝试使用AI解决问题。

       进阶阶段，广告代码系统源码学习导航2（Navigation2）框架，特别关注官方文档与鱼香ROS翻译文档的结合使用。理解框架原理后，通过实际项目实践，如使用鱼香ROS的开源项目，让机器人在仿真环境中运行起来。在实践过程中，会遇到手动初始化位姿与标点导航的问题，通过代码自动导航可简化流程。使用nav2框架提供的Python API，可以方便地实现决策功能，如使用c++编写可能较为复杂。理解nav2源码，如复制和修改src avigation av2_simple_commander中的代码，或使用nav2_simple_commander\launch文件启动特定节点。

       为了构建和导航，需准备机器人模型（urdf）、仿真环境（world）等，放入description功能包中。启动仿真环境后，建图并获取地图信息。在实车或仿真导航中，确保定位准确，避免机器人在接近目标时徘徊。当到达目标距离0.5米时开始计时，若5秒内未到达目标，则取消当前导航并转向下一个目标。理解nav2框架参数的含义，根据项目需求进行调整。

       构建ROS2项目时，需要新建navigation2功能包，管理nav2框架的启动与配置。地图、参数文件（如av2_params.yaml）应放入相应文件夹中，根据需要调整参数，例如使用仿真时间、定位方法和控制器。启动nav2框架后，通过手动初始化位姿进行仿真导航，或结合雷达、IMU等设备数据构建完整tf图，实现机器人导航。精准导航需要长时间的学习和实践，确保定位准确，避免机器人到达目标时的徘徊问题。

学习笔记ROS2纯小白 - Beginner：Client libraries（一）：工作空间与包

       在学校的实验课上，我遇到了关于ROS2项目结构的困惑。原本以为修改源代码并重构后，小车应运行新的CV程序，但实际上并非如此。这让我意识到基础知识的重要性，尤其是在理论课程与实验课程之间需要平衡，或者提供更易学习的教程。查阅官方文档后，我终于理解了ROS2项目的正版授权站源码基本结构，比如工作空间和包的组织方式。

       工作空间由src目录作为核心，colcon会在其周围创建build、install和log子目录。build存储中间文件，install用于安装包，log记录colcon调用的日志。不同于catkin，colcon的工作目录不包含devel路径。使用colcon构建工作空间时，首先创建名为ros2_ws的目录，接着添加源代码，如从GitHub克隆。

       源代码时，需要区分underlay（已有的ROS2依赖）和overlay（新创建的工作空间）。通过source命令配置环境，colcon允许在source空间修改非编译资源，如Python文件，以加快迭代。每次开发调试，都会执行colcon build来构建工作空间。

       运行测试时，部分包出现stderr输出，这可能源于Python包中的setuptools库，尽管有警告但不影响正常使用。为了运行示例程序，需要正确配置环境并执行相应的publisher和subscriber。

       对于开发自己的包，colcon支持ament_cmake、ament_python和纯CMake。ament_cmake和ament_python示例展示了如何创建和使用这些包。colcon_cd工具可以帮助快速切换到特定包的目录，而colcon tab completion支持命令补全。

       在ROS2开发中，统一的构建工具ament_tools替代了ROS 1中的catkin工具，简化了团队协作。rosdep则用于管理和识别依赖项，便于安装和构建。需要注意的是，rosdep的使用可能会因为网络问题而遇到问题，可通过特定方法解决。

       创建工作空间时，理解包的结构和许可证信息至关重要。包是代码共享的基本单元，包含package.xml和CMakeLists.txt，可以是CMake、Python或其他编写方式。工作空间中包含多个包，它们独立但共存，推荐在src目录下存放所有包。

ROS2 Nav2 [Navigation 2 Stack] –SLAM导航教程

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       注意：本课程不适用于以下情况：

       面向所有计算机科学爱好者，本教程涵盖计算机学科的多个领域，如人工智能、机器学习、编程语言、游戏开发、网络安全、云计算、Linux运维、面试技巧等。所有教程均配备中英双语字幕、练习源码及补充资料。

ROS 2中级教程——8 使用colcon构建软件包

       本教程旨在向读者展示如何使用colcon工具来创建并构建ROS 2工作空间。尽管本教程是实践性的，并不替代核心文档，但建议在学习过程中参考相关文档以获取更全面的知识。

       首先，了解colcon工具，它代表了ROS构建工具catkin_make，catkin_make_isolated，catkin_tools和ament_tools的改进版本。更多关于colcon设计的信息可查阅指定文档。

       要开始使用colcon，请访问GitHub上的colcon组织，下载并安装源代码。具体而言，Linux用户可以通过命令行使用sudo apt install python3-colcon-common-extensions，macOS用户则使用python3 -m pip install colcon-common-extensions，而Windows用户应执行pip install -U colcon-common-extensions。

       在安装完colcon和ROS 2后，需要创建一个用于存放软件包的ROS工作空间。Linux和macOS用户可使用mkdir -p ~/ros2_example_ws/src cd ~/ros2_example_ws，而Windows用户则执行md \dev\ros2_example_ws\src cd \dev\ros2_example_ws命令。此时工作空间内仅包含一个名为src的空目录。

       接下来，将ROS 2示例源代码存储库克隆到src目录中，通过git clone github.com/ros2/example... src/examples操作完成。确保检出与已安装ROS版本兼容的分支。然后，在工作空间根目录中运行colcon build命令以构建软件包。在Windows操作系统上构建时，请参考“构建ROS 2代码”以获取详细信息。

       构建完成后，可以在install目录中找到已安装的软件包。为了使用这些安装好的可执行文件或库，需要将它们添加到路径和库路径中。colcon会在install目录中生成bash / bat文件，通过source这些文件即可完成环境设置。

       之后，可以通过ros2 run命令运行colcon构建的可执行文件。以ros2 run examples_rclcpp_minimal_subscriber subscriber_member_function为例，运行订阅者节点。同时，可以在另一个终端中运行发布者节点（别忘了source安装脚本），以确保消息正确传输。

       对于创建自己的软件包，colcon使用REP 中定义的package.xml规范（也支持format 2）。它支持多种构建类型，包括ament_cmake、ament_python和纯cmake软件包。ament_python构建中，setup.py文件作为构建的主要入口点。例如，demo_nodes_cpp软件包使用ament_cmake构建类型，并利用CMake作为构建工具。

       为了简化创建软件包的过程，ros2 pkg create工具可以用于基于模板创建新的软件包，这相当于catkin用户中的catkin_create_package。

       在使用colcon时，读者可以参考一些提示来提高工作效率。例如，如果不想构建特定的软件包，可以将其目录中放置一个名为COLCON_IGNORE的空文件。另外，若要避免在CMake软件包中配置和构建测试，可以传递参数--cmake-args -DBUILD_TESTING=0。此外，可以通过colcon test命令运行单个特定测试，只需指定软件包和测试名称即可。

学习笔记ROS2纯小白 - MoveIt!（humble）安装、初识与C++实现运动规划

       文章内容

       前言

       在本系列第四篇学习笔记中，我们重点介绍如何安装MoveIt、如何在RViz中使用MoveIt，以及如何通过C++程序加入障碍物并进行运动规划。经过一番波折，终于开始与机器人相关任务，尤其是RViz的可视化功能，让这一过程变得更为直观。在尝试配置环境时，由于系统误操作导致Ubuntu无法正常开机，最终花费半天时间重装系统，尽管过程坎坷，但这一经历让我们的技术积累更加坚实。

       前作后续

       在安装ROS 2和Colcon后，确保系统为最新版本并安装mixin Colcon和vsctool。接下来，创建一个Colcon工作空间并下载教程和剩余MoveIt源代码。由于网络环境因素，这一过程可能较为不稳定，需要反复尝试和优化配置。完成依赖项的控制后，使用Concol工作空间并进行相应的build和setup操作。将默认ROS 2中间件（RMW）更改为Cyclone DDS，以确保环境的兼容性。

       使用Docker容器快速建立MoveIt环境，为后续机器人开发提供方便。

       在RViz中使用MoveIt插件进行运动规划，通过交互设置机器人状态，测试规划器并进行可视化输出。在RViz中引入机器人模型，配置固定坐标系，进行机器人插件的详细配置。

       在模拟环境中，与可视化机器人交互，调整姿态和运动轨迹。演示如何通过规划实现机器人从起始到目标位姿的运动，同时利用RViz工具可视化路径和操作流程。

       通过C++程序实现MoveIt的运动规划功能，首先创建一个ROS节点和执行器，实现机器人运动控制。插入代码段，完成规划与执行，并在RViz中实时反馈。

       进一步，实现视觉化功能，通过moveit_visual_tools插件增强机器人开发的可视化体验。在程序中添加依赖项，构建并初始化MoveItVisualTools，实现与RViz的交互。

       在RViz中实现路径的可视化，通过封装函数处理视觉化信息，确保代码的简洁和高效。最后，通过配置和运行程序，观察RViz中的实时反馈，完成整个工作流程。

       总结

       通过本系列的学习笔记，我们系统地掌握了ROS 2环境的搭建、MoveIt的安装与使用、C++实现运动规划以及RViz的可视化技巧。尽管过程中遇到了挑战，如系统配置问题和网络环境的不稳定，但通过坚持不懈的努力，成功实现了从理论到实践的转变。这不仅加深了对机器人开发技术的理解，也锻炼了问题解决和调试能力。未来，我们将在实践中继续深化对这些技术的理解，为更复杂的机器人应用奠定坚实的基础。

ROS2日志时间戳转换成时分秒

       ROS2的日志时间无法直接转换成时分秒形式，这在调试过程中确实不太方便。最近在鱼香ROS大大论坛里找到了一种解决方案，感谢大佬的分享，以下是我整理的关键步骤。

       1. 基本配置

       要将时间戳转换成打印时分秒格式的时间，需要修改源代码。

       注：比如我的本地工作空间是catkin_ws，那么应该将源码放在catkin_ws/src中，与自己的代码一起编译。

       2. 下载源码和依赖

       2.1 打开文件：rcutils/include/rcutils/time.h，添加代码

       2.2 打开文件：rcutils/src/time.c，添加代码

       2.3 打开文件：rcutils/src/time.c，添加代码

       2.4 打开文件：rcutils/src/logging.c，修改代码

       2.5 编译代码

       然后source后运行日志打印就可以了，也可以直接替换系统库里的头文件和库，具体如何替换还需要自己探索。

ROS2测试源码编译安装cartographer

       Cartographer是一个跨平台、传感器配置提供实时同步定位和绘图(SLAM)的系统，具有回环检测优势，资源占用适中。

       选择源码编译安装方式，以适应后期项目修改和移植需求。首先，使用Ubuntu虚拟机测试验证。

       若国内访问github受限，可选择Gitee上的备份仓库进行下载。尝试多个版本，确认在Ubuntu humble版本下能够成功下载和安装。

       在安装过程中，需要下载依赖项。在Ubuntu上，首先安装libabsl-dev、libceres-dev以及liblua5.3-dev等包。对于ceres-solver，需确保CUDA、显卡加速和TBB指令集优化选项已配置。

       在开发板上，通过源码编译安装三方依赖。确保所有依赖包均正确安装，包括protobuf版本为v3.4.1分支。

       完成所有依赖安装后，开始编译Cartographer源码。首先下载官方数据集，注意ROS2格式的rosbag转换，使用rosbags工具进行转换。

       介绍ROSbag格式，ROS1的.rosbag文件为二进制存储格式，而ROS2使用SQLite数据库格式，支持跨平台和扩展性。两种格式转换方法，推荐使用rosbags工具，无需依赖ROS环境。

       测试Cartographer时，使用ros2命令启动示例launch文件，输入特定的bag文件名以加载数据集。测试3D数据集时，使用相应的launch文件和bag文件名。

       资源占用情况分析将后续进行。

tf2系列教程（十六）：了解ROS 2中的tf2和时间（C++）

       在ROS 2中，tf2是一个核心组件，用于管理坐标系变换树，跟踪和传播不同坐标系之间的变换信息。在本教程中，我们将探讨如何在lookupTransform()函数中使用超时设置以等待tf2坐标变换树上的坐标变换可用。

       理解tf2的时间机制非常重要。每个坐标系变换都保存了一个时间快照，默认最多秒。使用lookupTransform()函数时，我们获取最新的坐标变换，但并不知道该变换的确切时间。本教程将指导你如何获取特定时间的坐标变换。

       具体步骤如下：

       1. 打开学习tf2的C++软件包中的src/turtle_tf2_listener.cpp源代码文件。在回调函数on_timer()中，我们关注to_frame_rel参数的定义，即在FrameListener类的构造函数中。将to_frame_rel参数设置为turtle1，让第二只小乌龟跟随第一只小乌龟。

       2. 移除或注释掉启动文件中设置target_frame参数的代码行，这将让turtle2跟随turtle1，而不是固定坐标系“胡萝卜（carrot1）”。

       3. 更改tf2::TimePoint()为this->now()，这指定了查找当前时刻的坐标变换，并移除超时参数。这导致lookupTransform()函数失败，输出消息提示坐标变换不可用。

       4. 使用tf2提供的等待工具，通过在lookupTransform()函数中添加Duration参数来解决此问题。在本例中，等待ms，或者使用以下代码。该函数有四个参数：目标坐标系、源坐标系、查找的时刻以及可选的等待超时时长。设置超时时长后，lookupTransform()将阻塞直到坐标变换可用，或在超时时长内无法获取时引发异常。

       5. 超时参数的设置至关重要。如果未设置，系统可能会报错坐标系不存在或坐标变换消息在将来。但也不能设置过长，否则会导致系统阻塞。

       6. 重新编译并运行软件包，现在可以正常运行了。

       通过本教程，你将了解到如何在ROS 2环境中通过设置超时等待来确保tf2坐标变换的可用性，从而在实时系统中实现稳定的坐标系跟踪。