建置 ROS + Gazebo + RViz Docker Compose

 📌 建置 ROS + Gazebo + RViz Docker Compose

這份 docker-compose.yml 會建立 三個容器：

1. ros_core：ROS Master，負責 ROS 通訊
2. gazebo_sim：Gazebo 模擬環境
3. rviz_gui：RViz 視覺化

✅ 支援 GUI (DISPLAY 變數)，讓 Gazebo 和 RViz 在主機上顯示
✅ 透過 network 讓 ROS 節點能互相通訊
✅ 使用 volumes 保持開發環境穩定

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🚀 docker-compose.yml

yaml
version: '3.9'

services:
  ros_core:
    image: ros:noetic-ros-core
    container_name: ros_core
    networks:
      - ros_network
    command: ["roscore"]

  gazebo_sim:
    image: osrf/ros:noetic-desktop-full
    container_name: gazebo_sim
    networks:
      - ros_network
    depends_on:
      - ros_core
    environment:
      - DISPLAY=${DISPLAY}        # 讓 GUI 在主機顯示
      - QT_X11_NO_MITSHM=1
      - ROS_MASTER_URI=http://ros_core:11311
      - ROS_IP=gazebo_sim
    volumes:
      - /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix
    command: ["gazebo"]

  rviz_gui:
    image: osrf/ros:noetic-desktop-full
    container_name: rviz_gui
    networks:
      - ros_network
    depends_on:
      - ros_core
    environment:
      - DISPLAY=${DISPLAY}
      - QT_X11_NO_MITSHM=1
      - ROS_MASTER_URI=http://ros_core:11311
      - ROS_IP=rviz_gui
    volumes:
      - /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix
    command: ["rviz"]

networks:
  ros_network:
    driver: bridge

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🚀 主要功能解析

🔹 1️⃣ ros_core（ROS Master）

• 負責 ROS 訊息傳輸
• 使用 ros:noetic-ros-core 最小化的 ROS 版本
• 設定 ROS_MASTER_URI 讓其他容器能夠連接 ROS Master

🔹 2️⃣ gazebo_sim（Gazebo 模擬環境）

• 使用 osrf/ros:noetic-desktop-full，內建 Gazebo
• 顯示 GUI（Gazebo）
  • DISPLAY=${DISPLAY}
  • volumes: /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix
• 設定 ROS_MASTER_URI 連接 ros_core

🔹 3️⃣ rviz_gui（RViz 視覺化）

• 使用 osrf/ros:noetic-desktop-full
• 顯示 GUI（RViz）
• 連接 ros_core 來讀取 ROS 資料

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🚀 使用方式

1️⃣ 啟動 Docker Compose

bash
xhost +local:docker   # 允許 Docker 存取 X Server
docker-compose up -d  # 啟動 ROS, Gazebo, RViz

🚀 這會自動啟動三個容器，Gazebo 和 RViz 會顯示在主機上！

2️⃣ 進入 gazebo_sim 容器

bash
docker exec -it gazebo_sim bash

🔹 測試 ROS 是否正常運作

bash
rostopic list

應該能看到 ROS Topic，例如：

bash
/clock
/gazebo/link_states
/gazebo/model_states
/tf

3️⃣ 進入 rviz_gui 容器

bash
docker exec -it rviz_gui bash

🔹 手動啟動 RViz

bash
rviz

🚀 你應該可以看到 RViz 的 GUI 介面！

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🚀 停止與清理

📌 停止所有容器

bash
docker-compose down

📌 清理無用的 Docker 資源

bash
docker system prune -af

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📌 總結

服務名稱	用途
ros_core	啟動 ROS Master，處理 ROS 訊息
gazebo_sim	啟動 Gazebo，執行機械手臂模擬
rviz_gui	啟動 RViz，視覺化機械手臂

💡 這份 docker-compose.yml 讓 ROS、Gazebo、RViz 能夠無縫協作，並支援 GUI！ 🚀