Ubuntu 20.04 环境下 ROS Noetic 与 RViz 的完整安装指南

本指南详细阐述了在Ubuntu 20.04环境下安装ROS Noetic与RViz的完整步骤，首先需更新系统并配置ROS源，随后安装ros-noetic-desktop-full软件包，接着配置环境变量、初始化rosdep并安装系统依赖，最后通过运行示例程序验证RViz能否正常显示，确保用户能成功搭建机器人开发环境。

在机器人开发领域,ROS（Robot Operating System，机器人操作系统）是不可或缺的核心框架，而 RViz 则是开发者调试和可视化机器人状态的重要工具，对于初学者来说，在 Ubuntu 20.04 LTS 上搭建 ROS 环境并安装 RViz 是迈入机器人编程的第一步。

由于 Ubuntu 20.04 不再支持 ROS Melodic，目前最标准、最稳定的版本是 ROS Noetic Ninjemys，本文将详细讲解如何在 Ubuntu 20.04 上安装 ROS Noetic，并配置 RViz 以供使用。

第一步：更新系统软件源

在安装任何新的软件之前,建议先更新系统的软件包列表和已安装的包，以确保兼容性。

打开终端,输入以下命令：

sudo apt update && sudo apt upgrade -y

为了方便后续安装依赖,建议安装基础工具：

sudo apt install -y curl wget git

第二步：添加 ROS 官方软件源

ROS 官方维护了一个 APT 软件源，我们需要将这个源添加到 Ubuntu 的软件列表中。

1. 添加源代码：

   sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'

2. 添加密钥： 为了验证软件包的合法性，我们需要导入 ROS 的公钥：

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

3. 设置密钥环境：

   echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/ros-archive-keyring.gpg] http://packages.ros.org/ros/ubuntu $(. /etc/os-release && echo "$UBUNTU_CODENAME") main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/ros.list > /dev/null

第三步：安装 ROS Noetic

添加完源和密钥后,更新软件源，然后安装 ROS Noetic 的桌面完整版。

sudo apt update

安装命令：选择 ros-noetic-desktop-full 是因为该选项包含了 RViz、rqt、rosdep 等开发所需的常用工具。

sudo apt install ros-noetic-desktop-full

第四步：配置环境变量

安装完成后,ROS 默认不会自动加载到你的终端环境中，你需要将 ROS 的环境变量配置到 ~/.bashrc 文件中。

1. 执行以下命令使配置生效：

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

2. 安装 rosdep：这是 ROS 中管理依赖包的工具，强烈建议安装。

   sudo apt install python3-rosdep