ROS 2 快速入门

ROS 2 是机器人软件开发里常见的基础框架，用来组织节点、话题、服务、动作、参数、坐标变换和数据记录。它不是一个单独的库，而是一套让机器人模块协作的通信和工程体系。

如果只是做普通物联网设备，MQTT、HTTP、串口协议可能已经足够；如果项目里有传感器融合、运动控制、地图、导航、机械臂、仿真、多个进程协同，ROS 2 会更合适。

官方入口

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• ROS 2 Lyrical 安装
• ROS 2 Jazzy 安装
• ROS 2 Beginner Tutorials

版本怎么选

截至 2026-05，ROS 2 仍然建议按 Ubuntu 版本选择发行版，不要随意混装。

新手如果电脑是 Ubuntu 24.04，优先选择 Jazzy；如果已经是 Ubuntu 26.04，再选择 Lyrical。

ROS 2 核心概念

可以把 ROS 2 理解成：很多小节点通过 Topic、Service、Action 互相通信，再由 Launch 统一启动，由 Bag 记录现场数据，由 tf2 管理坐标关系。

Ubuntu 24.04 安装 Jazzy

先确认系统版本：

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lsb_release -a

配置 UTF-8 环境：

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locale
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
locale

启用基础软件源，并添加 ROS 2 apt 源：

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

export ROS_APT_SOURCE_VERSION=$(curl -s https://api.github.com/repos/ros-infrastructure/ros-apt-source/releases/latest | grep -F "tag_name" | awk -F'"' '{print $4}')
curl -L -o /tmp/ros2-apt-source.deb "https://github.com/ros-infrastructure/ros-apt-source/releases/download/${ROS_APT_SOURCE_VERSION}/ros2-apt-source_${ROS_APT_SOURCE_VERSION}.$(. /etc/os-release && echo ${UBUNTU_CODENAME:-${VERSION_CODENAME}})_all.deb"
sudo dpkg -i /tmp/ros2-apt-source.deb

安装 ROS 2：

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sudo apt update
sudo apt upgrade
sudo apt install ros-jazzy-desktop
sudo apt install ros-dev-tools

desktop 包包含 RViz、示例和常用桌面工具。服务器环境可以只装基础包：

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sudo apt install ros-jazzy-ros-base

Ubuntu 26.04 安装 Lyrical

如果使用 Ubuntu 26.04，把上面的安装包名称换成 lyrical：

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sudo apt install ros-lyrical-desktop
sudo apt install ros-dev-tools

环境文件也要对应切换：

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source /opt/ros/lyrical/setup.bash

不要在一个终端里同时 source 多个发行版，否则后面排查会非常痛苦。

配置环境变量

临时生效：

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source /opt/ros/jazzy/setup.bash

长期生效：

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

如果你使用 zsh：

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echo "source /opt/ros/jazzy/setup.zsh" >> ~/.zshrc
source ~/.zshrc

检查命令是否可用：

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ros2 --help
ros2 doctor

首次使用依赖解析工具时，初始化 rosdep：

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sudo rosdep init
rosdep update

如果提示已经初始化过，后续只需要执行 rosdep update。

跑通第一个示例

开两个终端，每个终端都要先 source 环境。

终端一：

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source /opt/ros/jazzy/setup.bash
ros2 run demo_nodes_cpp talker

终端二：

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source /opt/ros/jazzy/setup.bash
ros2 run demo_nodes_py listener

如果 talker 不断输出 Publishing，listener 不断输出 I heard，说明 C++ 和 Python 的基础通信都跑通了。

常用命令速查

创建工作空间

ROS 2 项目通常放在 workspace 里，源码放进 src。

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mkdir -p ~/ros2_ws/src
cd ~/ros2_ws

初始化依赖：

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rosdep update
rosdep install -i --from-path src --rosdistro jazzy -y

构建：

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colcon build

让当前终端识别这个工作空间：

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source install/setup.bash

长期开发时，可以只把系统 ROS 写进 ~/.bashrc，项目 workspace 的 install/setup.bash 在进入项目时手动 source。这样不同项目之间不容易互相污染。

创建第一个包

进入 src：

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cd ~/ros2_ws/src

创建 Python 包：

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ros2 pkg create --build-type ament_python --license Apache-2.0 --node-name hello_node leroi_demo

回到工作空间根目录构建：

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cd ~/ros2_ws
colcon build --packages-select leroi_demo
source install/setup.bash

运行节点：

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ros2 run leroi_demo hello_node

如果提示找不到包或找不到可执行文件，优先检查：

• 是否在 workspace 根目录执行了 colcon build。
• 是否执行了 source install/setup.bash。
• 包名、节点名是否拼写一致。
• setup.py 或 CMakeLists.txt 是否正确安装了可执行入口。

发布订阅怎么理解

Topic 是 ROS 里最常用的通信方式。

一个节点发布数据：

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camera_node -> /camera/image -> detect_node

另一个节点订阅数据：

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detect_node -> /target/pose -> controller_node

关键点：

• 发布者和订阅者的话题名必须一致。
• 消息类型必须一致。
• 多个节点可以同时订阅同一个话题。
• Topic 适合连续数据，比如图像、雷达、里程计、状态。
• Service 更适合一次性请求，比如“保存地图”。
• Action 更适合长任务，比如“移动到目标点”。

turtlesim 入门调试

安装桌面版后通常可以直接跑 turtlesim：

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ros2 run turtlesim turtlesim_node

另开一个终端控制：

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ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

查看话题：

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ros2 topic list

查看小乌龟位姿：

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ros2 topic echo /turtle1/pose

这套流程适合理解节点、话题、键盘控制、实时状态输出。

常见报错

ros2: command not found

环境没有 source。

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source /opt/ros/jazzy/setup.bash

如果每次打开终端都丢失，检查 ~/.bashrc 或 ~/.zshrc。

Unable to locate package ros-jazzy-desktop

常见原因：

• Ubuntu 版本和 ROS 发行版不匹配。
• ROS apt 源没有添加成功。
• 没有执行 sudo apt update。
• universe 仓库没有启用。
• 网络无法访问相关软件源。

先确认：

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lsb_release -a
apt-cache search ros-jazzy-desktop

colcon: command not found

开发工具未安装：

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sudo apt install ros-dev-tools

如果仍不可用，再补：

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sudo apt install python3-colcon-common-extensions

package not found

通常是 workspace 没有 source：

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cd ~/ros2_ws
source install/setup.bash

如果刚修改过代码，重新构建：

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colcon build --packages-select package_name
source install/setup.bash

两台机器节点互相发现不了

排查方向：

• 两台机器是否在同一网络。
• 防火墙是否阻止 DDS 通信。
• ROS_DOMAIN_ID 是否一致。
• 是否跨 ROS 2 发行版混用。
• 虚拟机、Docker、VPN 是否影响组播。

可以先在两台机器分别查看：

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echo $ROS_DOMAIN_ID
ros2 node list

同一项目里建议显式设置一个固定域：

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export ROS_DOMAIN_ID=12

RViz 或 turtlesim 无法打开

常见原因：

• 安装的是 ros-base，没有桌面工具。
• SSH 没有开启 X11 转发。
• 虚拟机图形加速异常。
• Docker 没有透传显示环境。

本机学习建议安装：

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sudo apt install ros-jazzy-desktop

服务器只跑节点时不一定需要桌面工具。

学习顺序

1. 安装 ROS 2 并跑通 talker/listener。
2. 使用 turtlesim 理解节点、话题和命令行。
3. 建立自己的 ros2_ws。
4. 创建第一个 Python 或 C++ 包。
5. 写一个 publisher 和 subscriber。
6. 学会 launch 文件，一次启动多个节点。
7. 学会 rosbag，录制和回放现场数据。
8. 学 tf2、URDF、RViz，再进入机器人模型、仿真和导航。

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