ROS 2 参考资料

引言

本页汇总了 ROS 2 开发中的常用命令速查表、核心软件包介绍、发行版时间线以及官方和社区资源，是 ROS 2 开发者的日常参考手册。

CLI 命令速查表

运行与启动

# 运行单个节点
ros2 run <package> <executable>
ros2 run turtlesim turtlesim_node

# 通过 launch 文件启动
ros2 launch <package> <launch_file>
ros2 launch nav2_bringup navigation_launch.py

# 带参数启动
ros2 launch my_robot robot_launch.py use_sim:=true

# 列出包中的可执行文件
ros2 pkg executables turtlesim

节点命令 (ros2 node)

# 列出所有运行中的节点
ros2 node list

# 查看节点信息（发布者、订阅者、服务、动作）
ros2 node info /turtlesim

话题命令 (ros2 topic)

# 列出所有话题
ros2 topic list

# 列出话题及其类型
ros2 topic list -t

# 查看话题信息
ros2 topic info /cmd_vel

# 查看话题详细信息（含 QoS）
ros2 topic info /cmd_vel --verbose

# 打印话题消息
ros2 topic echo /odom

# 只打印一条消息
ros2 topic echo /odom --once

# 查看发布频率
ros2 topic hz /scan

# 查看带宽
ros2 topic bw /camera/image_raw

# 发布消息
ros2 topic pub /cmd_vel geometry_msgs/msg/Twist \
  "{linear: {x: 0.5}, angular: {z: 0.3}}"

# 以固定频率发布（10 Hz）
ros2 topic pub -r 10 /cmd_vel geometry_msgs/msg/Twist \
  "{linear: {x: 0.2}}"

# 只发布一次
ros2 topic pub --once /cmd_vel geometry_msgs/msg/Twist \
  "{linear: {x: 0.5}}"

服务命令 (ros2 service)

# 列出所有服务
ros2 service list

# 列出服务及其类型
ros2 service list -t

# 查看服务类型
ros2 service type /spawn

# 查找特定类型的服务
ros2 service find std_srvs/srv/Empty

# 调用服务
ros2 service call /spawn turtlesim/srv/Spawn \
  "{x: 2.0, y: 2.0, theta: 0.0, name: 'turtle2'}"

参数命令 (ros2 param)

# 列出节点的所有参数
ros2 param list /turtlesim

# 获取参数值
ros2 param get /turtlesim background_r

# 设置参数值
ros2 param set /turtlesim background_r 200

# 将参数导出为 YAML 文件
ros2 param dump /turtlesim --print-yaml > params.yaml

# 从 YAML 文件加载参数
ros2 param load /turtlesim params.yaml

动作命令 (ros2 action)

# 列出所有动作
ros2 action list

# 列出动作及其类型
ros2 action list -t

# 查看动作信息
ros2 action info /navigate_to_pose

# 发送动作目标
ros2 action send_goal /navigate_to_pose \
  nav2_msgs/action/NavigateToPose \
  "{pose: {header: {frame_id: 'map'}, \
    pose: {position: {x: 1.0, y: 2.0}}}}"

# 发送目标并查看反馈
ros2 action send_goal /navigate_to_pose \
  nav2_msgs/action/NavigateToPose \
  "{pose: {header: {frame_id: 'map'}, \
    pose: {position: {x: 1.0, y: 2.0}}}}" \
  --feedback

数据录制与回放 (ros2 bag)

# 录制指定话题
ros2 bag record /odom /scan /cmd_vel

# 录制所有话题
ros2 bag record -a

# 指定输出文件名
ros2 bag record -o my_data /odom /scan

# 查看 bag 文件信息
ros2 bag info my_data

# 回放
ros2 bag play my_data

# 以 0.5 倍速回放
ros2 bag play my_data --rate 0.5

# 循环回放
ros2 bag play my_data --loop

# 只回放指定话题
ros2 bag play my_data --topics /scan /odom

接口命令 (ros2 interface)

# 查看消息定义
ros2 interface show geometry_msgs/msg/Twist

# 查看服务定义
ros2 interface show std_srvs/srv/SetBool

# 查看动作定义
ros2 interface show nav2_msgs/action/NavigateToPose

# 列出包中的所有接口
ros2 interface package sensor_msgs

# 列出所有可用消息类型
ros2 interface list -m

其他实用命令

# 查看 TF 树
ros2 run tf2_tools view_frames

# 查看两个坐标系之间的变换
ros2 run tf2_ros tf2_echo base_link camera_link

# 启动 RViz2
ros2 run rviz2 rviz2

# 查看运行时计算图
ros2 run rqt_graph rqt_graph

# 动态参数调节
ros2 run rqt_reconfigure rqt_reconfigure

# 系统诊断报告
ros2 doctor --report

核心软件包

Nav2 (Navigation 2)

Nav2 是 ROS 2 的导航框架，是 ROS 1 Navigation Stack 的继承者，功能更强大。

组件	功能
nav2_bt_navigator	基于行为树的导航决策
nav2_planner	全局路径规划（NavFn、Smac、Theta*）
nav2_controller	局部路径跟踪（DWB、TEB、MPPI）
nav2_costmap_2d	2D 代价地图
nav2_recoveries	恢复行为（旋转、后退、等待）
nav2_map_server	地图加载和保存
nav2_amcl	自适应蒙特卡洛定位
nav2_lifecycle_manager	生命周期管理器
nav2_waypoint_follower	多航点跟踪

# 安装 Nav2
sudo apt install ros-humble-navigation2 ros-humble-nav2-bringup

# 启动 Nav2（仿真环境）
ros2 launch nav2_bringup tb3_simulation_launch.py

MoveIt 2

MoveIt 2 是 ROS 2 的运动规划框架，用于机械臂的运动规划、抓取和操作。

组件	功能
moveit_core	运动规划核心库
moveit_ros_planning	ROS 2 规划接口
moveit_servo	实时伺服控制（遥操作）
moveit_setup_assistant	可视化配置工具
moveit_visual_tools	RViz 可视化辅助

# 安装 MoveIt 2
sudo apt install ros-humble-moveit

micro-ROS

micro-ROS 将 ROS 2 扩展到微控制器平台，使 MCU (Microcontroller Unit，微控制器单元) 能够作为 ROS 2 节点参与通信。

支持的平台：

• STM32 系列
• ESP32
• Arduino（部分型号）
• Teensy
• Raspberry Pi Pico

# 安装 micro-ROS Agent
sudo apt install ros-humble-micro-ros-agent

# 启动 Agent（串口连接）
ros2 run micro_ros_agent micro_ros_agent serial --dev /dev/ttyUSB0

# 启动 Agent（UDP 连接）
ros2 run micro_ros_agent micro_ros_agent udp4 --port 8888

ros2_control

ros2_control 是 ROS 2 的硬件抽象和控制器管理框架。

组件	功能
controller_manager	控制器生命周期管理
joint_state_broadcaster	关节状态广播
diff_drive_controller	差速驱动控制器
joint_trajectory_controller	关节轨迹控制器
hardware_interface	硬件接口抽象层

其他重要包

包名	功能
slam_toolbox	在线和离线 2D SLAM
robot_localization	扩展卡尔曼滤波定位
image_transport	图像话题的压缩传输
cv_bridge	OpenCV 与 ROS 2 图像格式转换
pcl_conversions	PCL 点云与 ROS 2 消息转换
tf2_ros	坐标变换库
foxglove_bridge	基于 Web 的可视化工具接口
diagnostics	系统诊断和监控

发行版时间线

发行版	代号	发布时间	对应 Ubuntu	支持期限	类型
Foxy	Fitzroy	2020-06	Ubuntu 20.04	2023-05（已结束）	LTS
Galactic	Geochelone	2021-05	Ubuntu 20.04	2022-11（已结束）	非 LTS
Humble	Hawksbill	2022-05	Ubuntu 22.04	2027-05	LTS
Iron	Irwini	2023-05	Ubuntu 22.04	2024-11（已结束）	非 LTS
Jazzy	Jalisco	2024-05	Ubuntu 24.04	2029-05	LTS
Rolling	—	滚动更新	最新 Ubuntu	持续更新	开发版

选择建议：

• 生产环境：使用最新的 LTS 版本（Jazzy 或 Humble）
• 新项目开发：优先选择 Jazzy（最新 LTS）
• 尝鲜和贡献：使用 Rolling

Ubuntu 与 ROS 2 版本对应

# 查看当前 ROS 2 版本
echo $ROS_DISTRO

# Ubuntu 22.04 推荐安装 Humble
sudo apt install ros-humble-desktop

# Ubuntu 24.04 推荐安装 Jazzy
sudo apt install ros-jazzy-desktop

开发环境配置

基本环境设置

# 添加到 ~/.bashrc
source /opt/ros/humble/setup.bash
source ~/ros2_ws/install/setup.bash

# 设置 Domain ID（可选，默认为 0）
export ROS_DOMAIN_ID=42

# 选择 DDS 实现（可选）
export RMW_IMPLEMENTATION=rmw_cyclonedds_cpp

# 启用 colcon 自动补全
source /usr/share/colcon_argcomplete/hook/colcon-argcomplete.bash

常用别名

# 推荐添加到 ~/.bashrc 的别名
alias cb='cd ~/ros2_ws && colcon build --symlink-install'
alias cs='source ~/ros2_ws/install/setup.bash'
alias cbs='cb && cs'
alias rt='ros2 topic'
alias rn='ros2 node'
alias rp='ros2 param'
alias ri='ros2 interface'

ROS 1 与 ROS 2 命令对照

功能	ROS 1 命令	ROS 2 命令
运行节点	rosrun pkg node	ros2 run pkg exe
启动	roslaunch pkg file.launch	ros2 launch pkg file_launch.py
话题列表	rostopic list	ros2 topic list
打印话题	rostopic echo /topic	ros2 topic echo /topic
发布话题	rostopic pub /topic type data	ros2 topic pub /topic type data
服务列表	rosservice list	ros2 service list
调用服务	rosservice call /srv data	ros2 service call /srv type data
参数列表	rosparam list	ros2 param list
获取参数	rosparam get /param	ros2 param get /node param
消息定义	rosmsg show type	ros2 interface show type
录制	rosbag record	ros2 bag record
回放	rosbag play file.bag	ros2 bag play file
节点列表	rosnode list	ros2 node list
节点信息	rosnode info /node	ros2 node info /node
计算图	rqt_graph	ros2 run rqt_graph rqt_graph

官方资源

文档与教程

• ROS 2 官方文档 — 最权威的 ROS 2 参考文档
• ROS 2 教程 — 从入门到进阶的完整教程
• ROS 2 API 文档 — C++ 和 Python API 参考
• ROS Index — ROS 2 包索引和搜索

设计文档

• ROS 2 Design — ROS 2 架构设计文档
• REP (ROS Enhancement Proposals) — ROS 增强提案

代码仓库

• ros2 GitHub — ROS 2 核心代码仓库
• ros-planning — MoveIt 等规划相关包
• ros-navigation — Nav2 导航框架

社区资源

交流平台

• ROS Discourse — 开发者讨论区，ROS 2 新闻和公告
• Robotics Stack Exchange — 技术问答（已替代 ROS Answers）
• ROS Discord — 实时聊天社区

学习资源

资源	类型	说明
The Construct	在线平台	浏览器中的 ROS 2 学习环境
Articulated Robotics	博客和视频	ROS 2 入门系列教程
Navigation 2 教程	文档	Nav2 详细使用指南
MoveIt 2 教程	文档	MoveIt 2 入门和进阶教程
micro-ROS 教程	文档	嵌入式 ROS 2 开发指南

会议与活动

• ROSCon：每年举办的 ROS 开发者大会，所有演讲视频均在 Vimeo 上免费公开
• ROS World：线上 ROS 社区活动

参考资料

• ROS 2 官方文档
• ROS 2 发行版列表 (REP 2000)
• Nav2 文档
• MoveIt 2 文档
• micro-ROS 官网
• ros2_control 文档
• ROS Discourse