使用 Docker 安装 ROS

SiHuaN in ros

本文使用的操作系统是 ArchLinux，用户名是 sihuan，使用的 ROS 版本是 ROS1 kinetic.

采用 docker 来安装 ROS 配置环境，此方法方便切换 ROS 版本，安装起来也比较方便

  1. 安装 docker，启动 docker 服务，并把当前用户加入到 docker 用户组

    pacman -S docker
systemctl enable --now docker.service
gpasswd -a sihuan docker

    Tips: 需要重新登录以使用户组更改生效

  2. 拉取 ROS docker 镜像

    # 此处以 kinetic-desktop-full 为例
docker pull osrf/ros:kinetic-desktop-full

  3. 配置启动脚本，准备工作目录

    以下文件均在 host 机器上创建编辑

    递归创建工作目录，此处以 ~/project/ros/kinetic/catkin_ws 为例

    mkdir -p ~/project/ros/kinetic/catkin_ws/src

    创建并编辑 ~/project/ros/kinetic/.bashrc，此文件是给 docker 中的系统准备的 bash 配置文件

    ros-env(){
    source /opt/ros/kinetic/setup.bash
    source /home/sihuan/catkin_ws/devel/setup.bash
    export ROS_PACKAGE_PATH=/home/sihuan/catkin_ws/:/opt/ros/kinetic/share/
}
ros-env

    编辑 ~/.bashrc 在最后添加以下内容，这是用来启动、连接、清理 docker 容器的函数

    # krstart(kinetic ros start) 会启动一个 ros:kinetic-desktop-full 容器
krstart(){
docker run -it \
    --user=$(id -u $USER):$(id -g $USER) \
    --env="DISPLAY" \
    --workdir="/home/$USER" \
    --volume="/home/$USER/project/ros/kinetic:/home/$USER" \
    --volume="/etc/group:/etc/group:ro" \
    --volume="/etc/passwd:/etc/passwd:ro" \
    --volume="/etc/shadow:/etc/shadow:ro" \
    --volume="/etc/sudoers.d:/etc/sudoers.d:ro" \
    --volume="/tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix:rw" \
    osrf/ros:kinetic-desktop-full \
    bash
}

# krconnect 会连接到正在运行的 kinetic docker 容器中
krconnect(){
docker exec -ti $(docker ps -aq --filter ancestor=osrf/ros:kinetic-desktop-full --filter status=running) bash
}

# 清理已经停止的 kinetic 容器
krclean(){
docker rm $(docker ps -aq --filter ancestor=osrf/ros:kinetic-desktop-full --filter status=exited

    Tips

    • docker 的启动脚本中使用了 --user 参数并以只读方式映射了 host 机器 /etc/group 等用户和组相关文件，目的是为了以当前用户 sihuan 的身份登入到 docker 中，避免在 host 机器编辑源文件时候的权限问题
    • host 机器 /home/sihuan/project/ros/kinetic 目录被挂载到 docker 里 /home/sihuan/ 位置，也即 docker 里的 ROS 的工作空间 /home/sihuan/catkin_ws 可通过 host 机器 /home/sihuan/project/ros/kinetic/catkin_ws 目录进行访问、编辑。
    • 启动脚本中还影射了 X11 服务相关文件，使得在 docker 中可以访问 host 机器 X 服务以运行图形界面程序（这要求 host 机器运行 X11 服务）
    • 启用硬件加速 #TODO

    1. 启动容器

      在 host 机器上运行 krstart 就可以启动一个装有 kinetic 的 docker 容器，初次启动可能会遇到一下报错，是预期内错误，使用 catkin_make 来初始化工程后，就不再有这个问题。

      # 在 host 机器执行
krstart
# 出现以下预期内错误
bash: /home/sihuan/catkin_ws/devel/setup.bash: No such file or directory
# 在 docker 里进入工作目录并初始化工程
cd ~/catkin_ws
catkin_make

      此时再运行 roscore 应该看到以下输出

      ``` sihuan@a9d3b860cafe:~/catkin_ws$ roscore ... logging to /home/sihuan/.ros/log/fbbe12d2-dab9-11ed-a2a2-0242ac110002/roslaunch-a9d3b860cafe-521.log Checking log directory for disk usage. This may take awhile. Press Ctrl-C to interrupt Done checking log file disk usage. Usage is <1GB.

      started roslaunch server http://a9d3b860cafe:35231/ ros_comm version 1.12.17

  SUMMARY
  ========

  PARAMETERS
   * /rosdistro: kinetic
   * /rosversion: 1.12.17

  NODES

  auto-starting new master
  process[master]: started with pid [531]
  ROS_MASTER_URI=http://a9d3b860cafe:11311/

  setting /run_id to fbbe12d2-dab9-11ed-a2a2-0242ac110002
  process[rosout-1]: started with pid [544]
  started core service [/rosout]
  ```

  至此安装工作已经完成，可以在 host 机器中使用文本编辑器编辑源码，然后在 docker 中进行编译、运行。

  > Tips：由于 docker 中 `~/catkin_ws/src/CMakeLists.txt` 是指向 `/opt/ros/kinetic/share/catkin/cmake/toplevel.cmake` 的软连接，在 host 机器上编辑此文件会遇到一些问题，如有需要请在 docker 中编辑该文件。