1.1ROS 介绍
机器人操作系统（Robot Operating System，ROS），作为最优秀的机器人软件框架之一，能为异质计算机集群提供类似操作系统的功能。ROS设计成为一种分布式结构以提高机器人研发中的软件复用率，使得框架中的每个功能模块都可以被单独设计、编译，并且在运行时一松散耦合的方式结合在一起。ROS由核心通信机制、开发工具、应用功能和生态系统四个部分组成。
1.2ROS安装
ROS1.0版本目前只针对于Linux系统较为兼容，尤其在Ubuntu系统中ROS操作平台能发挥其完整的功能应用，故而通常情况下需要先对电脑主机安装Ubuntu系统作为搭载ROS的操作平台。本实验的运行环境为Ubuntu18.04（Linux系统），ROS Melodic，运行方式为虚拟机运行，ROS采用软件源安装。
1.2.1Ubuntu系统安装
VMware虚拟机软件安装，打开官网
如图所示界面中点击DOWNLOAD NOW进行下载，下载完成后打开进行安装，在安装向导中选择下一步，自定义安装选择下一步，快捷方式选择下一步，用户体验设置中建议取消勾选产品更新和用户提升选项后下一步，最后点击安装等待完成，待完成后，以管理员身份启动VMware，输入版本下许可证完成安装（版权问题无法公示）。
下载镜像，浏览器中输入
目前最新版本为Ubuntu 22.04，搜索寻找18.04版本点击Download进行安装。
打开虚拟机，点击“创建新的虚拟机”，在虚拟机向导中选择“下一步”→“下一步”→“下一步”（选择客户机操作系统（客户机操作系统为Linux（L），版本为Ubuntu 64位））→“下一步”（命名虚拟机并更改默认位置）→“下一步”（指定磁盘容量，建议磁盘容量20GB）→“完成”。此处虚拟机安装已经基本完成，接下来进行虚拟机配置。
虚拟机配置， 点击编辑虚拟机设置选项，设置内存选项栏建议选用2GB，点击CD/DVD选项栏，使用ISO映像文件，选取下载过的Ubuntu18.04映像文件，点击确定完成配置。
开启此虚拟机，在弹出的第一个窗口中选择“否”，之后进入语言配置，默认为英语，也可滑动选项栏，此处选择中文简体，点击安装Ubuntu,选择默认键盘布局，继续，更新和其它软件中可是网络状况而定选择安装Ubuntu时下载更新，继续，安装类型中若为虚拟机安装可选默认“清楚整个磁盘并安装Ubuntu”,若为双系统不可选择此项，否则会连同Windows系统一同清楚磁盘，此处虚拟机安装选择默认选项，现在安装，提示对硬盘做修改，点击继续，地区选择可选默认，也可点击所在附近地区，显示“shanghai”,点击继续，设置姓名用户及密码，建议密码的设置简单一些，因为Ubuntu对系统管理比较安全，后面需要频繁使用输入，避免造成不必要的麻烦，默认登录时需要输入密码，点击继续。此时正式进入安装步骤，从选项栏可观察到安装流程，根据实际网络状况需要一定安装时间，安装完成后会弹出提示框，需要重新启动虚拟机，点击现在重启。重启过程可直接点击Enter键“remove installation medium”继续开机过程进入Ubuntu系统，点击用户输入密码登录完成启动进入界面。
可看到此时虚拟机屏幕较小，下面进行安装增强工具使虚拟机屏幕放大，选择“虚拟机”选项，选择“安装VMware Tools”选项，会在屏幕下方弹出提示，并在虚拟机屏幕中出现VMware Tools DVD光盘，关闭提示并打开此光盘图标如图所示，复制其中压缩包文件并粘贴在主文件夹主目录Home下，右键点击此压缩包“提取到此处”进行解压缩，打开解压缩后的文件夹，在如图所示界面下打开命令行运行脚本，空白处右键选择“在终端打开”，在终端界面输入“sudo ./vmware-install.pl”(“sudo”用于提升权限，以管理员权限运行)按回车键运行，提示输入密码，此处密码并非明文，无法看到输入字符效果，但已经输入进去，回车，过程中提示很多路径选择，基本上都可通过回车键完成，但第一步输入“yes”确定安装的，安装过程稍等片刻，“Enjoy. --the VMware team”提示完成安装，关闭终端，往往需要重新启动虚拟机使软件生效，虚拟机右上角关机按键关机。关机后点击“编辑虚拟机设置”，“CD/DVD”选项中选择“使用物理驱动器”拔出ISO映像，完成，开启此虚拟机，如有弹窗选择“否”，重启后可观察到虚拟机界面全屏效果。说明增强工具安装没有问题的，这就是安装成功之后的Ubuntu 18.04，为后续的学习和实践搭建好了基础工具平台准备。
1.2.2ROS安装 配置软件库，打开软件中心，点击左上角打开软件和更新，确保前四项选中配置无误。此处可以选择服务器，可选择点击“选择最佳服务器”确定最佳镜像，也可根据网络情况自主选择，此处选择阿里云服务器，输入密码认证，重新载入。
添加ROS软件源，打开终端，输入命令
回车并输入密码，添加ROS官方的软件源镜像。添加密钥，在终端中输入
安装ROS，首先使用如下命令更新软件源“sudo apt-get update”，输入如下命令“sudo apt-get install ros-melodic-desktop-full”桌面完整版安装，在提示中输入“y”并回车继续安装，安装过程时间较长需要耐心等待。
初始化rosdep，终端输入命令“sudo rosdep init”，若显示“sudo：rosdep无法找到命令”，输入“sudo apt install python-rosdep2”，再次初始化，若显示“Website may be down”，是由于外网网址访问不稳定造成的，终端输入“sudo vi /etc/hosts”，将光标移动到输入处键i进行编辑，输入
ctrl+c进行保存，键入：wq键入回车完成编辑，终端输入“sudo apt install python-pip”下载安装pip，再次初始化“sudo rosdep init”如图显示成功，输入“rosdep update”完成。
设置环境变量，在Ubuntu默认终端bash设置ROS环境变量，终端输入命令“echo “source /opt/ros/melodic/setup.bash” >> ~/.bashrc”“source ~/.bashrc”完成环境变量设置，并可通过终端输入“ROS”键入tab键如图所示说明环境变量设置成功。
由于之前的操作终端命令“sudo apt install python-rosdep2”造成卸载部分软件包，因此此时可再次通过ROS安装指令“sudo apt-get install ros-melodic-desktop-full”重新下载已卸载安装包，以免造成后续安装过程失败。
rosinstall是ROS中一个常用工具，可以下载安装ROS中的功能包程序，暂时不是必需的，为了便于后续开发实践，此处通过终端命令安装“sudo apt-get install python-rosinstall python-rosinstall-generator python-wstool build-essential”。至此ROS安装基本完成。
