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如何低成本搭建ARM+ROS的硬件載體？上文為大家介紹了實(shí)現(xiàn)的思路及原理，本文將為讀者實(shí)際操作，展示ROS部署前的籌備工作及步驟分解。
1.方案概述
本文重點(diǎn)介紹低成本搭建ARM+ROS的硬件及底層實(shí)現(xiàn)。開發(fā)板選用HDG2L-IoT評(píng)估套件，默認(rèn)配置為2G內(nèi)存、8G存儲(chǔ)，搭載可玩性極高的Ubuntu系統(tǒng)。
開發(fā)套件默認(rèn)的Ubuntu系統(tǒng)大概占用3.1G空間，剩余3.2G空間，在構(gòu)建docker+ROS環(huán)境時(shí)可能會(huì)報(bào)eMMC空間不足的錯(cuò)誤，所以需要調(diào)整HDG2L-IoT的啟動(dòng)參數(shù)，將啟動(dòng)參數(shù)改為引導(dǎo)到TF空間中。市面上常見的樹莓派部署ROS方案也是如此操作。
2.方案準(zhǔn)備
首先，需要用到的硬件如下所示。
3.TF卡掛載Ubuntu固件修改
本小節(jié)將介紹如何實(shí)現(xiàn)HDG2L-IoT掛載TF卡內(nèi)的文件系統(tǒng)，步驟如下：
1）制作啟動(dòng)卡；
2）解壓目標(biāo)文件系統(tǒng)到TF卡內(nèi)；
3）修改uboot啟動(dòng)參數(shù)；
3.1制作啟動(dòng)卡
首先制作啟動(dòng)卡，格式化TF卡的操作可通過瑞薩提供的shell腳本實(shí)現(xiàn)，在PC端的Ubuntu開發(fā)環(huán)境下，執(zhí)行以下命令來下載操作腳本。
將需要被用作啟動(dòng)卡的TF卡插入到PC機(jī)內(nèi)，用虛擬機(jī)來操作，調(diào)整步驟如下。首先打開虛擬機(jī)的USB 3.1功能，以免TF卡讀取失敗。
然后將TF卡導(dǎo)入U(xiǎn)buntu虛擬機(jī)中，如下所示。
系統(tǒng)能識(shí)別后，執(zhí)行剛才下載的usb_sd_partition.sh腳本，如下所示。
腳本執(zhí)行成功后，TF卡將分為兩個(gè)分區(qū)，分區(qū)1為fat32，分區(qū)2為ext4。
（注：當(dāng)前新版本的Windows系統(tǒng)比較少支持ext4格式的TF卡，所以在Windows環(huán)境下一般只看到分區(qū)1，分區(qū)2會(huì)提示需要格式才能識(shí)別，請(qǐng)忽略。）
3.2拷貝目標(biāo)文件到TF中
將HDG2L-IoT配套的Ubuntu壓縮包解壓到ext4分區(qū)中，虛擬機(jī)內(nèi)自動(dòng)掛載到/media/${USER}/sdb2內(nèi)。本機(jī)的解壓命令如下所示。
將HDG2L-IoT配套的內(nèi)核鏡像拷貝到Windows下識(shí)別的TF分區(qū)中（FAT32系統(tǒng)允許被Windows系統(tǒng)識(shí)別，ext4系統(tǒng)不被識(shí)別），拷貝后如下所示。
3.3修改uboot啟動(dòng)參數(shù)
最后需要調(diào)整HDG2L-IoT的uboot啟動(dòng)啟動(dòng)參數(shù)，引導(dǎo)其使用TF卡內(nèi)的內(nèi)核與文件系統(tǒng)，首先上電，在倒計(jì)時(shí)前進(jìn)入uboot菜單，如下所示。
將上一步中制作好的TF卡插入HDG2L-IoT板卡的TF卡槽中，在U-Boot提示符下設(shè)定以下變量，bootargs變量用于指定文件系統(tǒng)的載體，在系統(tǒng)內(nèi)，TF卡槽占用的設(shè)備名為/dev/mmcblk1p2。
然后設(shè)置從TF的分區(qū)1內(nèi)獲取內(nèi)核鏡像和內(nèi)核設(shè)備樹，命令如下所示。
設(shè)置完成后，通過以下命令保存uboot的環(huán)境變量，命令如下所示。
重新啟動(dòng)后，若TF卡正常，整體存儲(chǔ)空間情況如下所示。
若TF卡沒插入，uboot的啟動(dòng)會(huì)報(bào)錯(cuò)誤信息，錯(cuò)誤信息如下所示。
4.安裝docker環(huán)境
正常啟動(dòng)之后，開始搭建docker環(huán)境。
4.1安裝docker軟件
首先，燒錄后的第一次上電的板卡需要更新內(nèi)部的軟件版本，命令如下所示。update更新失敗注意檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和date日期。部分軟件可能體積過大，需要耐心等待。
然后清除舊版本的docker軟件，再重新安裝docker.io。
啟動(dòng)docker。
使能docker開機(jī)自啟動(dòng)。
檢查docker運(yùn)行狀態(tài)。
4.2獲取鏡像
運(yùn)行此命令可以從Docker Hub上下載現(xiàn)成鏡像。
查看本地的鏡像文件命令如下所示。
4.3創(chuàng)建容器
容器就是加載模板后運(yùn)行的沙盒環(huán)境，具有運(yùn)行時(shí)所需的可寫文件層、應(yīng)用程序也處于運(yùn)行狀態(tài)。概念上可能會(huì)與PC端常用的虛擬機(jī)混淆，虛擬機(jī)是包括內(nèi)核、應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境和其他系統(tǒng)環(huán)境的，而Docker容器就是獨(dú)立運(yùn)行的一個(gè)或一組應(yīng)用以及他們必須的運(yùn)行環(huán)境。
創(chuàng)建容器時(shí)，需要指定使用的鏡像文件，這里使用上面用pull指令下載下來的鏡像文件，創(chuàng)建命令如下所示。
查看容器狀態(tài)，命令如下所示，每個(gè)容器都有自己的CONTAINER_ID與NAMES，供后面的命令操作使用（可使用docker rename命令修改容器名，便于簡便使用）。
4.4啟動(dòng)容器
容器創(chuàng)建后，通過CONTAINER_ID與NAMES來操作容器，啟動(dòng)命令如下所示。
上文所說，容器是運(yùn)行一個(gè)或一組進(jìn)程，docker ps命令里的COMMAND即為容器運(yùn)行的進(jìn)程，當(dāng)前顯示bash，即進(jìn)入命令交互進(jìn)程。通過以下命令進(jìn)入容器內(nèi)部。
進(jìn)入后，可以操作容器內(nèi)的命令，如下所示。
通過exit命令，可退出容器，退出后容器就處于停止?fàn)顟B(tài)，如下所示。
通過以上操作，我們就完成了硬件與底層的搭建，為ROS運(yùn)行在這套開發(fā)板上做好了準(zhǔn)備，下一章節(jié)將為大家?guī)鞷OS的部署方法。
