第2章环境搭建

第2章：环境搭建：Ubuntu 22.04 + ROS2 Humble安装、Nav2源码编译与安装、依赖检查与常见问题

说实话，环境搭建这一步，劝退了太多想入门Nav2的朋友。

我见过不少同学，兴致勃勃地下载了源码，结果编译报错一整天，最后直接放弃了。其实说白了，只要把几个关键点卡住，整个过程也就半小时的事。

这一章，我就带你一步步把环境搭好。嗯，踩过的坑我都替你踩过了。

2.1 操作系统与ROS2版本选择

先定个基调：Ubuntu 22.04 + ROS2 Humble 是目前最稳的组合。

为什么选这个？

Ubuntu 22.04 LTS 支持到2027年，长期维护，省心。
ROS2 Humble 是专门为Ubuntu 22.04定制的长期支持版本。
Nav2 的最新稳定版对Humble支持最好。

注意：别用Ubuntu 20.04 + ROS2 Foxy去折腾Nav2的最新源码。我试过，依赖冲突能让你怀疑人生。

2.2 安装ROS2 Humble

我个人习惯用 apt 安装，干净利落。别从源码编译ROS2，那是给自己找麻烦。

打开终端，一行一行执行：

# 设置编码
sudo apt update && sudo apt install locales
sudo locale-gen en_US en_US.UTF-8
sudo update-locale LC_ALL=en_US.UTF-8 LANG=en_US.UTF-8
export LANG=en_US.UTF-8

# 添加ROS2源
sudo apt install software-properties-common
sudo add-apt-repository universe
sudo apt update && sudo apt install curl -y
sudo curl -sSL https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/ros.key -o /usr/share/keyrings/ros-archive-keyring.gpg
echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/ros-archive-keyring.gpg] http://packages.ros.org/ros2/ubuntu $(lsb_release -cs) main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/ros2.list > /dev/null

# 安装ROS2 Humble桌面版（包含可视化工具）
sudo apt update
sudo apt install ros-humble-desktop

# 安装开发工具
sudo apt install ros-dev-tools

安装完成后，记得把环境变量加到 .bashrc 里：

echo "source /opt/ros/humble/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

小技巧：我习惯在 .bashrc 里再加一行 export RMW_IMPLEMENTATION=rmw_fastrtps_cpp，这样后续通信更稳定。

验证一下：

ros2 run demo_nodes_cpp talker

如果能看到节点在发布消息，恭喜你，ROS2装好了。

2.3 Nav2源码编译与安装

为什么要源码编译？因为apt安装的Nav2版本通常落后半年，而且缺少一些调试工具。我个人强烈建议用源码。

先创建工作空间：

mkdir -p ~/nav2_ws/src
cd ~/nav2_ws/src
git clone https://github.com/ros-planning/navigation2.git --branch humble

安装依赖——这一步最容易出问题：

cd ~/nav2_ws
rosdep install -y -r -q --from-paths src --ignore-src --rosdistro humble

如果 rosdep 报错，别慌。我遇到过好几次，基本都是网络问题。可以试试：

sudo apt update
sudo apt install python3-rosdep2
sudo rosdep init
rosdep update

然后编译：

cd ~/nav2_ws
colcon build --symlink-install

编译时间取决于你的电脑配置。我笔记本上大概15分钟。如果中途报错，看下一节。

关键点：编译完成后，别忘了 source 工作空间：

echo "source ~/nav2_ws/install/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

2.4 依赖检查与常见问题

编译过程中最常见的几个坑，我一个个说。

2.4.1 缺少 `libqt5` 相关依赖

报错信息里会出现 Could not find a package configuration file provided by "Qt5"。

解决办法：

sudo apt install qtbase5-dev qtchooser qt5-qmake qtbase5-dev-tools
sudo apt install libqt5svg5-dev

2.4.2 `colcon build` 卡在某个包

我曾经遇到过 nav2_behavior_tree 编译到一半就卡死。后来发现是内存不够。

解决办法：限制并行编译数。

colcon build --symlink-install --parallel-workers 2

把 2 改成你CPU核心数的一半，效果最好。

2.4.3 `rosdep install` 报错 `timeout`

说白了就是网络问题。可以试试：

export ROSDISTRO_INDEX_URL=https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/rosdistro/index-v4.yaml
rosdep update

或者直接手动安装缺失的包：

sudo apt install ros-humble-<包名>

2.4.4 编译时提示 `Python3` 版本不对

Ubuntu 22.04 默认Python3是3.10，完全够用。如果系统里装了多个Python版本，记得设置默认：

sudo update-alternatives --config python3

2.5 验证Nav2是否安装成功

跑一个最简单的测试：

ros2 launch nav2_bringup tb3_simulation_launch.py

如果能看到Gazebo里出现一个TurtleBot3，并且Rviz2里显示了地图和机器人模型，那就成了。

避坑指南：我第一次跑这个launch文件时，Gazebo黑屏了半小时。后来发现是显卡驱动问题。如果你也遇到，试试：

export LIBGL_ALWAYS_SOFTWARE=1

虽然性能差点，但至少能跑起来。

2.6 总结

环境搭建这件事，说白了就是三个步骤：装系统、装ROS2、编译Nav2。每一步都有固定的套路，按部就班来就行。

我个人建议，把上面这些命令存成一个shell脚本，下次重装系统时直接跑一遍，省时省力。

嗯，环境搭好了，下一章我们正式开始玩Nav2的核心功能。

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