实现ARM+ROS（机器人操作系统）之环境搭建！

武汉万象奥科

    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。

! N! R, r3 V- L/ F4 m1. 方案概述
6 i+ S+ l8 @, M1 M9 E6 j% ]2 g, k+ P

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。

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。

1 j, C- H- Y+ Z, g8 s: j5 ?2. 方案准备
" O2 p/ t0 M  x  l! c7 z

首先，需要用到的硬件如下所示。

: R$ }% R$ M5 v1 A% |, g4 H1 A

6 L( y; D* m9 P" K8 L# j
; S5 R! o( Z0 X0 e# A3. TF卡挂载Ubuntu固件修改
2 w7 J# m9 \/ V/ D5 n9 o) Z

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；

1 p6 f5 q* X- u2 }+ c5 F  v& B& v3.1制作启动卡
( q; |0 }% {. F! o' V

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。

$ _+ m/ I/ t  I

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。

然后将TF卡导入Ubuntu虚拟机中，如下所示。

系统能识别后，执行刚才下载的usb_sd_partition.sh脚本，如下所示。

; a4 j3 g  j1 j

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。

% Z# G4 ^2 S$ `8 t8 Z

1 w9 w$ N# Q, h) X% j8 Y  Q

（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。）

' {# M) z4 `5 Z; J. i1 P3.2拷贝目标文件到TF中

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。

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。

' ]! P5 ?9 d! u& k4 i* x/ g

3.3修改uboot启动参数
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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。

. D/ t, X; @, K- o/ ^, S4 U

" a; @5 p- k( I' E. b* P

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。

. [. |( G  Y5 Z- S

# F  `$ ^2 g6 r: \, h% q3 I7 T/ g

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。

' J- H5 [3 T7 j" W, 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。

; p2 Z2 s. g6 z8 K$ Z' T+ W, Y

8 f  e" ]9 V' d5 p4 H7 q4. 安装docker环境

正常启动之后，开始搭建docker环境。

4.1安装docker软件

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。

" ]7 a( m9 f0 X8 j$ S' U9 f

: [$ J1 r) w3 C2 r- E4 \$ B

然后清除旧版本的docker软件，再重新安装docker.io。

; T$ T5 p5 s+ o2 b5 E7 |* h/ F

启动docker。

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使能docker开机自启动。

检查docker运行状态。

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4.2获取镜像

运行此命令可以从Docker Hub上下载现成镜像。

查看本地的镜像文件命令如下所示。

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( N) R  m5 h# {
4.3创建容器
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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。

) Q- l, c$ u5 [9 o. Z2 w  B

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）。

1 S1 [) [& a" g, G7 m# T9 r

0 H/ ?- Y4 e$ l! S% d2 T

4.4启动容器
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容器创建后，通过CONTAINER_ID与NAMES来操作容器，启动命令如下所示。

" r, C; i: p4 j& M

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。

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。

9 C: w' N6 k0 U, \) w/ J

& j0 l) G7 M: h

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。

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starskyuu

步骤太详细了，我去试试