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。

$ b& m7 R7 P9 J1 l4 H1. 方案概述

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。

. E4 x0 R" R- s; @( ]* W2. 方案准备

首先，需要用到的硬件如下所示。

, L# k, G/ F9 M+ Q: d
3. TF卡挂载Ubuntu固件修改

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；

/ `+ [5 M; _2 }  c3.1制作启动卡
( C( z, }/ Y$ ]9 ]; M, r6 q, w

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。

5 r% j8 P6 M% A$ f3 p$ ^) L) M9 u

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。

( M7 i1 D. G3 ]  \) J; j" j2 `

: J" ~, Z4 g3 p. m

然后将TF卡导入Ubuntu虚拟机中，如下所示。

; v* X+ {- a2 u: ]& U

# c# `: k$ Z' o3 B/ J4 l" h

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

) E2 O, B6 k8 T# _

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。

（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。）

2 T3 K0 m+ v& F$ ?; g3.2拷贝目标文件到TF中
+ {- H  v- O: @3 z; B

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。

" a& I8 c7 [* _% u  }4 G* J3 X

& B6 \5 J5 r2 y9 T4 N

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。

( O( d% s4 F2 \

3.3修改uboot启动参数
, X0 R4 d* d3 k8 Y/ V/ R

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。

/ S3 U' o% ]# k1 t" z5 A% u- q+ d

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。

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。

5 W- k1 V! O8 @" u

) V+ b0 r% \+ m: D! X- p

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。

$ w- b$ d3 s9 G" C" D: 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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' D7 w. X8 b1 P5 t8 S
4. 安装docker环境
0 h& d! [  h; S# ~6 G

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。

2 _1 r! m) J2 @6 Y3 m2 @

然后清除旧版本的docker软件，再重新安装docker.io。

# O! q+ Q. @7 k7 S  t9 }! f6 d! {

启动docker。

# b$ {3 E5 a7 y; M$ Z! ], d

使能docker开机自启动。

+ g: L1 P; s8 h, m: l

检查docker运行状态。

+ Z2 z' [. }. x2 R" V

% i4 g- c! v: L+ f' v4 Q
' N, }2 L6 Y" `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。

( I" |% X1 v5 J

0 S7 B8 V* W+ `1 q: K
* A3 c- o' K+ |& X4.3创建容器
  [4 R7 f  ~) o# F" K

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。

# J1 b& F- @6 W2 @  {# g/ e9 T

' Z4 r1 L. ~# \: l0 r$ e7 y& o

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）。

# \% q1 Q& s/ G; b/ {! T

  j9 Z0 _! s6 [/ h( Y* M

3 P& y4 M: Z7 _% x4.4启动容器

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

; [" m+ p8 @! ^  Q- [  G# P/ f, B

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。

8 I0 t9 Y% d3 M- M

进入后，可以操作容器内的命令，如下所示。

& |/ H# l7 d; n: N$ C

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。

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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。

starskyuu

步骤太详细了，我去试试