2024 无人系统部介绍

嗨，你好啊。欢迎加入 HUAT FSAC 无人系统部 👏，在这里开始你的第一步学习吧。

注意

本教程指南仍在编写阶段，内容随时可能更新。

序

首先介绍一下无人系统部所用的软件与开发平台。

🤖 ROS

Robot Operating System，我们的核心开发平台。可以理解为有着各种工具的工具箱，用于开发视觉处理、路径规划等功能包。

🐧 Linux

ROS 运行在 Linux 之上，掌握部分 Linux 知识是必须的。推荐使用 Ubuntu 18.04 LTS。

💻 VS Code

我们推荐的代码编辑器，当然你也可以使用其他熟悉的 IDE。

📝 C++ / Python

ROS 支持的两种开发语言，可按喜好自由选择。

学习态度

在你的学习过程中，我们希望你能：

• 🔍 自主探索 - 遇到问题先自己搜索，对未知领域保持探索欲与求知欲
• 🤔 独立思考 - 看到教程时能自己分析是否与所搜寻的相符
• ❓ 正确提问 - 在真的努力尝试搜寻答案无果之后再提问

培训理念

培训不仅仅是完成任务，我们更乐意看到你在不断尝试的过程中学到真东西，而非只是按部就班草草完成了事。

—— NekoRectifier

如果你不怎么习惯用电脑

注意

• 搜索时推荐使用 必应 而非百度，后者的竞价排名会让你更难搜索到需要的信息
• 搜索时别忘了看页面日期，过时信息反而会误导你 - 本文中的”参考”指可优先作为可靠信源，而非强制要求全部学完

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1. 基础环境配置

1. 选择 Ubuntu 安装方式

   ROS 与 Ubuntu 兼容性最好，我们需要先安装一个 Linux 操作系统。

2. 安装 Ubuntu 18.04

   根据下方指南选择适合你的安装方式。

3. 学习 Linux 命令行

   掌握基础的终端操作命令。

4. 安装配置 VS Code

   搭建开发环境。

Ubuntu 安装方式对比

🖥️ VMware 虚拟机

推荐新手使用 通过 VMWare Workstation 部署 Ubuntu 虚拟机。 优点： - 简单易上手 - 与主系统隔离，不怕搞坏 安装步骤： 1. 下载 VMware Workstation 2. 搜索 “vmware ubuntu 18.04 安装” 按教程操作 3. 建议分配 4GB+ 内存，40GB+ 硬盘

提示

VMWare 版本 16/17/18 都可以，Ubuntu 建议安装 18.04 LTS 版本以匹配 ROS Melodic。

🪟 WSL2

适合 Windows 11 用户 Windows Subsystem for Linux，原生运行 Linux 环境。 优点： - 无需大镜像文件 - 启动快，安装/卸载方便 - 与 Windows 融合度高 参考教程： Dev on Windows with WSL

警告

WSL 上可能存在图形界面画面撕裂问题（如 ros-rqt），请注意。

更多参考： - 知乎教程 1 - 少数派教程 - CSDN 教程

💿 物理机安装

追求性能的选择 直接在真机上安装 Ubuntu 系统。 优点： - 无虚拟化性能损耗 - 完整的系统体验 缺点： - 需要独立分区或硬盘 - 操作有一定风险 建议有经验的同学尝试双系统安装。

🐳 Docker

快速部署 使用 Docker 镜像部署 Ubuntu 环境。 优点： - 即刻完成部署 - 环境一致性好 适合有 Docker 基础的同学。

1.2 Linux 命令行操作

假定你已经成功完成了 Ubuntu 18.04 的安装，下面介绍基础操作。

📚 推荐教程

Linux 漫游指南 - 一份优秀的 Linux 入门教程

在哪里输入命令？

在 Ubuntu 桌面上：

• 按下 Ctrl + Alt + T 打开终端
• 或按 Windows 键，输入 terminal 后回车

提示

如果使用 WSL，打开的命令窗口就是 Ubuntu 终端。

如何学习命令？

命令行入门教程 FreeCodeCamp 中文版命令行教程

遇到不懂的命令？搜索格式：linux 命令 ls 是什么

提示

对代码开发的耐心与兴趣才是最能保持热情与动力的。欢迎在虚拟机上亲手尝试各种命令！

1.3 Visual Studio Code 安装及配置

下载安装

VS Code Linux 版 下载 .deb 安装包

VS Code Windows 版 下载 .exe 安装程序

Linux 下安装 deb 包：搜索 ubuntu 安装 deb 包 获取教程。

配置教程

ROS 开发配置 在 VSC 上配置 ROS 开发环境

C/C++ 开发配置 在 VSC 上配置 C/C++ 开发环境

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2. 编程语言基础

如果你是大一新生，可能正在学习 C 语言。

跟得上课程

那就继续跟着课程学习，没问题！

想要拓展/听不懂

推荐阅读以下书籍： - 📘 Essential C++ - C++ 入门经典 - 📗 C++ Primer Plus - 全面深入的 C++ 教程

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3. Git 使用

什么是 Git？

Git 是一个分布式的代码版本控制系统。通过 Git，你可以： - ⏪ 一键将代码回退至任意版本 - 🌿 使用”分支”在不影响主代码的情况下开发新功能 - 👥 团队协作开发

注意

在 HUAT-FSAC 团队开发项目中，用 Git 托管代码是必不可少的。

🎮 Git 互动教程 在网页上即刻体验 Git 操作

📖 Git 详细教程 知乎上的详细 Git 教程

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4. ROS 架构熟悉

4.1 ROS 介绍

🤖 什么是 ROS？

ROS 是一个适用于机器人的开源元操作系统。它提供： - 硬件抽象 - 底层设备控制 - 常用函数实现 - 进程间消息传递 - 包管理 详情参考 ROS 官方文档

4.2 了解 ROS 节点通信

参考以下链接，理解 ROS 节点间的通信方式：

1. 理解节点 (Nodes)

   ROS 节点教程

2. 理解话题 (Topics)

   ROS 话题教程

3. 编写发布者/订阅者

   C++ 发布订阅教程

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学习总结

通过以上学习步骤，你将逐步掌握 ROS 的基础知识，为后续进阶学习奠定坚实基础。

实践是提升技能的关键，请在学习的同时多进行练习！