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。

1. 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。

  s5 b  `1 z  }' }& ]: \3 e/ _2. 方案准备
6 Y0 x6 o9 k' {$ T

首先，需要用到的硬件如下所示。

$ ?# d) s+ S+ h* j& e/ R: g

$ P; X  R# U- M* }- G; T3. 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；

0 p. W1 D) x  a; l% c' x$ ?3.1制作启动卡
/ C7 Q. o$ G* |% M* a# m' y

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。

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。

' x, u9 n6 j5 o6 e; b3 g, Y

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。

3 P$ z* K) m0 l+ v2 V, a

（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。）

3.2拷贝目标文件到TF中
% [5 e" c) o- m, o2 Q; @- M3 @

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。

$ o# t' C) m5 M! u7 y% t' M

4 D) A% ]6 x0 ^

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。

- Y; W" d  `4 N: k- X# T

- j+ v! `7 n; n9 B" S; X0 L( x$ Q
3.3修改uboot启动参数

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。

- ?$ E9 P6 V; k, f. {

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。

8 a" L) e9 k1 M; V

6 O# H2 c2 Z$ L8 G6 E

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。

若TF卡没插入，uboot的启动会报错误信息，错误信息如下所示。

, J4 M8 g$ S( Y7 N$ g) R4 B
4. 安装docker环境

正常启动之后，开始搭建docker环境。

' [8 O" L9 ?% h" L4.1安装docker软件
' m: a2 K) Z/ |4 Y$ T1 `

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。

8 P! f% V9 `5 _& {

然后清除旧版本的docker软件，再重新安装docker.io。

7 G0 n* }  s# ^; w) I1 L

! E* R" L& R& P& `4 V( C

启动docker。

; @6 g- L$ p! Q, c

使能docker开机自启动。

1 J) m! r$ Y. }6 T  T& V

" p1 h. O' q. g

检查docker运行状态。

( }! l7 ^3 }( o, v8 B2 _! ^% G

/ s% H2 V( v: h- x3 {: m* [4.2获取镜像

运行此命令可以从Docker Hub上下载现成镜像。

- m) r0 R" Z  A8 h2 d( Z

查看本地的镜像文件命令如下所示。

" F, p; }$ S9 S6 U$ n* R) n4.3创建容器
: V5 }4 |" Q/ g9 Q1 |

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。

4 F( @+ o: W' r& x

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）。

. R0 G% c+ |8 M+ K4.4启动容器
2 G, u' m; U5 e

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

, F# a) i* V1 d/ ~, 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。

- {' A- [$ m$ n4 x/ x# X

8 x/ _! B3 q: P; {

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。

0 b- u% z& V9 z3 x

) D4 j7 l  ^8 K: }: |, v) b; T2 W

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