实现ARM+ROS（机器人操作系统）之环境搭建！

    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。

 

2. 方案准备

 

首先，需要用到的硬件如下所示。

 

 

 

 

 

3. 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；

 

3.1制作启动卡

 

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。

 

 

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。

 

 

（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

 

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。

 

 

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。

 

 

 

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。

 

 

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。

 

 

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。

 

 

 

4. 安装docker环境

 

正常启动之后，开始搭建docker环境。

 

4.1安装docker软件

 

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。

 

 

然后清除旧版本的docker软件，再重新安装docker.io。

 

 

启动docker。

 

 

使能docker开机自启动。

 

 

检查docker运行状态。

 

 

 

 

4.2获取镜像

 

运行此命令可以从Docker Hub上下载现成镜像。

 

 

查看本地的镜像文件命令如下所示。

 

 

 

4.3创建容器

 

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。

 

 

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）。

 

 

 

4.4启动容器

 

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

 

 

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。

 

 

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。

 

 

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。