Raspberry Pi 4 安裝 ROS 2（Humble 版本)

 Raspberry Pi 4 安裝 ROS 2（Humble 版本） 的完整操作流程，搭配 Ubuntu 22.04 (64-bit) 作業系統為基礎環境。

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🧰 安裝前準備

✅ 作業系統建議

• OS：Ubuntu Server / Desktop 22.04 LTS (64-bit)

  • 官方推薦使用 Ubuntu Server + 手動安裝桌面環境（更輕量）

✅ 系統更新

bash
sudo apt update && sudo apt upgrade -y
sudo apt install curl gnupg lsb-release -y

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① 安裝 ROS 2 Humble 套件

✅ 1. 新增 ROS 2 軟體源

bash
sudo curl -sSL https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/ros.key -o /usr/share/keyrings/ros-archive-keyring.gpg

echo "deb [arch=arm64 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

✅ 2. 安裝 ROS 2 Humble 套件（桌面完整版）

bash
sudo apt update
sudo apt install ros-humble-desktop -y

• 若空間受限 可改安裝精簡版：

  bash
  sudo apt install ros-humble-ros-base
  

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② 設定 ROS 2 環境變數

✅ 1. 加入到 .bashrc

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

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③ 安裝開發工具與建構系統

bash
sudo apt install python3-colcon-common-extensions python3-pip -y
sudo apt install build-essential -y

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④ 驗證安裝成功

✅ 測試 ROS 2 指令

bash
ros2 --version
ros2 topic list
ros2 run demo_nodes_cpp talker

另開一個終端執行：

bash
ros2 run demo_nodes_cpp listener

你應該會看到 Talker 傳送訊息，Listener 接收訊息。

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⑤ 額外推薦套件安裝

工具	安裝指令
micro-ROS Agent	sudo apt install ros-humble-micro-ros-agent
Gazebo 模擬器	sudo apt install ros-humble-gazebo-ros-pkgs
MoveIt 2 運動規劃	sudo apt install ros-humble-moveit
RViz 2 視覺化工具	sudo apt install ros-humble-rviz2
控制器模組	sudo apt install ros-humble-ros2-control ros-humble-ros2-controllers

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📁 開發 ROS2 專案建議架構

bash
mkdir -p ~/ros2_ws/src
cd ~/ros2_ws
colcon build --symlink-install
source install/setup.bash

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✅ 安裝完成提示

你現在已經在 Raspberry Pi 4 上完成：

• ✅ ROS 2 Humble 安裝

• ✅ 開發與建構工具配置

• ✅ 可運行 Talker / Listener 範例

• ✅ 準備好整合 micro-ROS、Gazebo、MoveIt2

建置 ROS Master 內網域 NODE 範例(主機 + Raspberry Pi 為範例)

 在一台 Ubuntu 上建立 ROS Noetic Master，並讓兩台 Raspberry Pi 4 各自運行兩個節點的範例流程如下：

環境準備

1. 在 Ubuntu 上安裝 ROS Noetic

確保你的 Ubuntu 系統為 20.04，然後按照以下步驟安裝 ROS Noetic：

bash
sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-noetic.list'
curl -s https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/ros.asc | sudo apt-key add -
sudo apt update
sudo apt install ros-noetic-desktop-full

2. 初始化 rosdep

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

3. 設定環境變數

將 ROS 環境變數添加到 .bashrc 中：

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

建立 ROS Master

在 Ubuntu 上啟動 ROS Master：

bash
roscore

在 Raspberry Pi 4 上設置 ROS 節點

1. 安裝 ROS Noetic

在每台 Raspberry Pi 4 上安裝相同的 ROS Noetic：

bash
sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-noetic.list'
curl -s https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/ros.asc | sudo apt-key add -
sudo apt update
sudo apt install ros-noetic-ros-base

2. 初始化 rosdep

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

3. 設定環境變數

在每台 Raspberry Pi 上的 .bashrc 檔案中設置 ROS Master URI 和 IP 地址。假設你的 Ubuntu 的 IP 是 192.168.1.100，而 Raspberry Pi 的 IP 分別是 192.168.1.101 和 192.168.1.102，則在每台 Raspberry Pi 的 .bashrc 中添加以下行：

bash
export ROS_MASTER_URI=http://192.168.1.100:11311
export ROS_IP=192.168.1.101  # 對於第一台 Pi，第二台則改為192.168.1.102

然後執行：

bash
source ~/.bashrc

建立節點

1. 在每台 Raspberry Pi 上創建工作空間

在每台 Raspberry Pi 上創建 Catkin 工作空間：

bash
mkdir -p ~/catkin_ws/src
cd ~/catkin_ws/
catkin_make

2. 創建節點

在 src 資料夾中創建一個新的 Python 節點，例如 node1.py 和 node2.py：

bash
cd ~/catkin_ws/src
mkdir my_package
cd my_package
mkdir scripts
touch scripts/node1.py scripts/node2.py
chmod +x scripts/node1.py scripts/node2.py

3. 編輯 Python 節點

使用編輯器打開 node1.py 和 node2.py，並添加以下範例代碼（這裡以 node1.py 為例）：

python
#!/usr/bin/env python3

import rospy
from std_msgs.msg import String

def talker():
    pub = rospy.Publisher('topic_node1', String, queue_size=10)
    rospy.init_node('node1', anonymous=True)
    rate = rospy.Rate(10)  # 10hz
    
    while not rospy.is_shutdown():
        msg = "Hello from Node 1"
        rospy.loginfo(msg)
        pub.publish(msg)
        rate.sleep()

if __name__ == '__main__':
    try:
        talker()
    except rospy.ROSInterruptException:
        pass

對於 node2.py，可以類似地創建另一個節點，並更改主題名稱和訊息內容。

4. 編譯工作空間

回到工作空間根目錄並編譯：

bash
cd ~/catkin_ws/
catkin_make

啟動節點

在每台 Raspberry Pi 上啟動你的節點：

bash
source ~/catkin_ws/devel/setup.bash
rosrun my_package node1.py   # 第一台 Pi 執行 node1.py 
rosrun my_package node2.py   # 第二台 Pi 執行 node2.py 

測試通信

在 Ubuntu 主機上，你可以使用以下命令來檢查來自 Raspberry Pi 的訊息：

bash
rostopic echo /topic_node1   # 查看第一台 Pi 發佈的訊息 
rostopic echo /topic_node2   # 如果有第二台 Pi 發佈的訊息，則查看其主題 

這樣，你就成功地在一台 Ubuntu 上建立了 ROS Master，並讓兩台 Raspberry Pi 各自運行兩個節點。