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如何低成本搭建 ARM+ROS的硬件载体？上文为大家介绍了实现的思路及原理，本文将为读者实际操作，展示ROS部署前的筹备工作及步骤分解。
8 Y0 Z: ]* x) J1 c" m7 X5 B. x" H- R1. 方案概述, p ~9 h/ E7 @) S4 j. g
本文重点介绍低成本搭建ARM+ROS的硬件及底层实现。开发板选用HDG2L- IoT评估套件，默认配置为2G内存、8G存储，搭载可玩性极高的Ubuntu系统。
0 v( i# M* }% J( B$ a开发套件默认的Ubuntu系统大概占用3.1G空间，剩余3.2G空间，在构建docker+ROS环境时可能会报eMMC空间不足的错误，所以需要调整HDG2L-IoT的启动参数，将启动参数改为引导到TF空间中。市面上常见的树莓派部署ROS方案也是如此操作。
9 I) O* S1 u" S, ]7 F6 C; }2. 方案准备& }6 |$ _+ m7 v1 E: m8 e
首先，需要用到的硬件如下所示。 ' I# t |' [" U0 O$ ~
0 A F( O( H# K; u, N
$ ~7 l* g( ~( h
3. TF卡挂载Ubuntu固件修改
+ a0 M; Q! I1 }$ U7 D# O* d+ k5 ?本小节将介绍如何实现HDG2L-IoT挂载TF卡内的文件系统，步骤如下： 1）制作启动卡； 2）解压目标文件系统到TF卡内； 3）修改uboot启动参数；
9 t% F+ L' ~( N+ X/ T3.1制作启动卡. z7 q) ?0 T& F: o
首先制作启动卡，格式化TF卡的操作可通过瑞萨提供的shell脚本实现，在PC端的Ubuntu开发环境下，执行以下命令来下载操作脚本。
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0 l7 ^7 n* m0 V% G! h将需要被用作启动卡的TF卡插入到PC机内，用虚拟机来操作，调整步骤如下。首先打开虚拟机的USB 3.1功能，以免TF卡读取失败。
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然后将TF卡导入Ubuntu虚拟机中，如下所示。 ! U/ p, C9 g, m. }
9 g8 Z0 t7 {2 G% Z( k6 d5 Y系统能识别后，执行刚才下载的usb_sd_partition.sh脚本，如下所示。 0 j( B1 d8 e. a( g+ e
* R1 ?* A6 I2 K) Z- \脚本执行成功后，TF卡将分为两个分区，分区1为fat32，分区2为ext4。 & n) ~, H- ^5 W/ ^! Z: Y7 W
% |; O& e9 ~. f' \" r; D3 G（注：当前新版本的Windows系统比较少支持ext4格式的TF卡，所以在Windows环境下一般只看到分区1，分区2会提示需要格式才能识别，请忽略。） : F" u# y+ o9 Q, u% T
3.2拷贝目标文件到TF中
; O. X# ~8 w- E/ W5 Y& f* ~( U5 R将HDG2L-IoT配套的Ubuntu压缩包解压到ext4分区中，虚拟机内自动挂载到/media/${USER}/sdb2内。本机的解压命令如下所示。
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将HDG2L-IoT配套的内核镜像拷贝到Windows下识别的TF分区中（FAT32系统允许被Windows系统识别，ext4系统不被识别），拷贝后如下所示。 / k. k7 e6 D+ m9 [4 F# l6 ^
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5 n- j, Q6 h( h3 J5 Q; p" V6 o3.3修改uboot启动参数
A, m* n6 i" F7 Y: g6 m1 ?5 y最后需要调整HDG2L-IoT的uboot启动启动参数，引导其使用TF卡内的内核与文件系统，首先上电，在倒计时前进入uboot菜单，如下所示。
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将上一步中制作好的TF卡插入HDG2L-IoT板卡的TF卡槽中，在U-Boot提示符下设定以下变量，bootargs变量用于指定文件系统的载体，在系统内，TF卡槽占用的设备名为/dev/mmcblk1p2。
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7 {% A! [( ?" K7 F然后设置从TF的分区1内获取内核镜像和内核设备树，命令如下所示。 7 J9 @; q3 C; t2 b
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设置完成后，通过以下命令保存uboot的环境变量，命令如下所示。 重新启动后，若TF卡正常，整体存储空间情况如下所示。 8 J/ B' S+ ]! a6 c5 |% J
, Q& a8 f; p8 T) J: t5 x
若TF卡没插入，uboot的启动会报错误信息，错误信息如下所示。
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: c5 P% Z& C5 |+ W4. 安装docker环境- i( _1 `% t/ W5 j; s
正常启动之后，开始搭建docker环境。 ' i8 a% p! q* ^- B2 Z3 N) m
4.1安装docker软件
+ I. ]- S8 [. v& v: d, }. S首先，烧录后的第一次上电的板卡需要更新内部的软件版本，命令如下所示。update更新失败注意检测网络状态和date日期。部分软件可能体积过大，需要耐心等待。 / m' I, Y! `/ z& K" ]7 \" j1 u
; @( i+ y% R6 D9 w然后清除旧版本的docker软件，再重新安装docker.io。 / a, g( t4 P) ^: @" c
m0 @3 Z, y8 `% l9 `" D6 B
启动docker。
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6 ~% i. A- z- d5 t1 ]. S- A使能docker开机自启动。
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" d' l) o! E9 L5 e: p7 ]2 X- m检查docker运行状态。
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: A7 {/ z U9 R1 a4.2获取镜像0 W7 r# u1 U1 s8 b
运行此命令可以从Docker Hub上下载现成镜像。 ; }0 v6 `& u1 r7 J" `* L
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查看本地的镜像文件命令如下所示。
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0 A7 b* [% j6 q4 i4.3创建容器
, \: o, w& x; U. u2 G2 [容器就是加载模板后运行的沙盒环境，具有运行时所需的可写文件层、应用程序也处于运行状态。概念上可能会与PC端常用的虚拟机混淆，虚拟机是包括内核、应用运行环境和其他系统环境的，而Docker容器就是独立运行的一个或一组应用以及他们必须的运行环境。 创建容器时，需要指定使用的镜像文件，这里使用上面用pull指令下载下来的镜像文件，创建命令如下所示。
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! q0 R7 | s; q6 O* X查看容器状态，命令如下所示，每个容器都有自己的CONTAINER_ID与NAMES，供后面的命令操作使用（可使用docker rename命令修改容器名，便于简便使用）。
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5 ~; P% D" m5 F% ?" i4.4启动容器. z# U6 l2 d& a& c' I+ U
容器创建后，通过CONTAINER_ID与NAMES来操作容器，启动命令如下所示。
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8 l# C. X% Y* T- \ B+ s上文所说，容器是运行一个或一组进程，docker ps命令里的COMMAND即为容器运行的进程，当前显示bash，即进入命令交互进程。通过以下命令进入容器内部。 % V% i' t; w; I! y# u) R( V" U3 f
J; ^) ~1 l1 ^9 t进入后，可以操作容器内的命令，如下所示。
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通过exit命令，可退出容器，退出后容器就处于停止状态，如下所示。 0 P! X( \- O" `6 ], V2 P
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通过以上操作，我们就完成了硬件与底层的搭建，为ROS运行在这套开发板上做好了准备，下一章节将为大家带来ROS的部署方法。 # I: e( q' X% H9 \2 U
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发表于 2022-9-28 11:32
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