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一、虚拟机Ubuntu18.04下搭建Ros环境
1、关于ROS机器人操作系统
· 概念
ROS 是 Robot Operating System 的缩写，通常称为“机器人操作系统”。但它并不是一个真正的操作系统，而是一个面向机器人的开源的元操作系统（meta-operating system），提供类似传统操作系统的诸多功能：硬件抽象、底层设备控制、常用功能实现、进程间消息传递、程序包管理等。并且提供相关工具和库，用于获取、编译、编辑代码以及在多个计算机之间运行程序完成分布式计算。
· ROS的优势
- 分布式计算：点对点，解决进程间通讯问题
- 软件复用：算法，通信接口， 避免重复造轮子
- 快速测试：工具，模块化，数据记录与回放
- 免费开源：ROS 软件的开发自始至终采用开放的 BSD 协议，开源社区
2、ROS的安装配置
- 添加软件源
sudo sh -c '. /etc/lsb-release && echo "deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ros/ubuntu/ $DISTRIB_CODENAME main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'
- 添加密钥
sudo apt-key adv --keyserver 'hkp://keyserver.ubuntu.com:80' --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654
成功添加软件源和密钥
- 安装Ros-melodic桌面完整版
更新系统软件源
sudo apt-get update安装ros
sudo apt-get install ros-melodic-desktop-full安装成功
- 初始化rostep
sudo rosdep init
rosdep update
若出现找不到命令如下所示
则执行如下命令后，在重复上面的初始化工作
sudo apt-get install python-rosdeprosdep init初始化遇到如下错误,通过如下操作解决
#打开hosts文件
sudo gedit /etc/hosts
#在文件末尾添加
151.101.84.133 raw.githubusercontent.com
#或者 151.101.76.133 raw.githubusercontent.com
#保存后退出再尝试
- 设置环境变量
echo "source /opt/ros/noetic/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc- 安装rosinstall
sudo apt install python-rosinstall python-rosinstall-generator python-wstool build-essential
成功安装rosinstall
- 查看ros安装的相关信息
通过命令roscore，运行ros，即可查看ros相关信息
3、 运行小海龟示例程序
新打开一个终端窗口，输入以下指令，运行小海龟示例程序
rosrun turtlesim turtlesim_node此时可以看到一个小海龟的窗口出现
然后再打开一个终端窗口，输入以下指令，便于控制小海龟的运动
rosrun turtlesim turtle_teleop_key保持以上窗口，然后就可以通过方向键控制小海龟的运动了，运行效果如下图
至此，关于ROS环境的安装配置就到此结束了。
二、Rviz完成摄像头（camera）的视频采集
1、配置摄像头
- 此处USB兼容性的配置对应选择3.1即可
- 连接主机摄像头
点击桌面右下角摄像头图标连接PC主机摄像头
- 通过cheese命令检查摄像头的使用及画面
2、相关包的下载
- 下载ros对应的UVC Camera库包
sudo apt-get install ros-melodic-uvc-camera
uvc Camera库安装成功
- 终端运行camera节点
首先一个终端roscore运行ros，然后新打开一个终端键入如下指令运行camera节点
rosrun uvc_camera uvc_camera_node
- 查看消息会话题
再打开一个终端键入rostopic list，查看消息话题
- 打印相机信息
通过rostopic echo /camera_info打印相机信息
- 打开Rviz配置摄像头
键入指令rviz即可打开RVIz界面
- 配置RVIZ
添加Image窗口
至此完成相关包的下载及Rviz的配置
三、USB摄像头运行和标定
1、标定环境配置
- 安装usb_cam设备驱动程序节点功能包
sudo apt-get install ros-melodic-usb-cam
- 安装摄像头标定功能包camera_calibration
sudo apt-get install ros-melodic-camera-calibration2、标定程序运行
- 标定靶如下，可通过下载打印或是平板照片代替
首先一个终端窗口roscore启动ros
然后再另外打开一个窗口开启摄像头
roslaunch usb_cam usb_cam-test.launch
- 启动标定程序
rosrun camera_calibration cameracalibrator.py --size 8x6 --square 0.02 image:=/usb_cam/image_raw camera:=/usb_cam参数含义：
1）size:标定棋盘格内部角点个数，这里使用的棋盘一共有6行，每行有8个内部角点。
2）square:这个参数对应每个棋盘格的边长，单位是米
3）image和camera:设置摄像头发布的图像话题
此时将准备好的标定靶图对准摄像头，直到CALIBRATE按钮变色，才表示标定程序的参数采集完成，此时再点击CALIBRATE按钮，标定程序开始自动计算摄像头的标定参数，这个过程需要等待一段时间。
开始标定采集
标定采集完成
标定完成
点击SAVE可保存标定参数
四、总结
以上我们是完成了ROS机器人操作系统的搭建配置，以及Rviz摄像头的视频采集和及标定，这只是实时定位与建图SLAM的运行环境搭建，过程还是挺有趣的，若想进一步跑SLAM的开源项目，还需要对应安装相应库源码，像是VINS_Fusion及ORB-SLAM等，后续作者也会进一步尝试跑对应开源项目。