草莓采摘机器人——ROS导航（一） ROS Kinetic + Handsfree系统安装以及环境配置
草莓采摘机器人项目——ROS导航 （一）
ROS+Handsfree系统以及环境安装
来到公司的第一个小项目， 组长让我先了解学习一下ROS系统，目标就是简单的运用ROS已经封装好的方法进行简单的蒙特卡罗算法导航。 公司用的机器是 HandsFree Stone 机器人平台： Stone机器人平台
具体改装后成品图如下：
Stone是一款采用前万向后差速驱动底盘布局的中型机器人开发平台。Stone采用了基于32位STM32F407芯片的多功能控制器OpenRE Board，拥有丰富的板载资源和二次开发接口，还集成了十轴惯性测量单元。Stone可支持多款主流的激光雷达、单板计算机、RGBD摄像头。Stone支持OpenRE机器人库和ROS系统，完善的开发教程，满足ROS开发、SLAM研究者的需求，适用于机器人相关领域的研究和产品Demo研发。
运用ROS已经封装好的方法进行简单的蒙特卡罗算法导航虽然简单， 但是对于了解Ubuntu系统并不深的我来说， 重新梳理学习了解ROS还是非常必要的。首先安装必要的系统与环境， 我选择使用Ubuntu16.04 + ROS Kinetic作为开发系统与环境。
Ubuntu系统安装
尝试过在Win10虚拟机安装ROS系统和Handsfree, 但是局限于在虚拟机下ROS的下载安装环境的时间过于漫长， 经常显示连接超时而导致下载错误。 迫于无奈准备给自己的笔记本做个双系统（Win10+Ubuntu16.04）。 网上教程无数， 我就不一一重复了。 在此附上我参考的方法连接，方法多且细：Win10+Ubuntu双系统安装
ROS Kinetic安装
重点来了， 开始安装ROS Kinetic版本。 在Ubuntu16.04下依次在终端执行以下指令以安装ROS Kinetic版本。
(1) 添加sources.list
$ sudo sh -c '. /etc/lsb-release && echo "deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ros/ubuntu/ $DISTRIB_CODENAME main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'
(2) 添加keys
$ sudo apt-key adv --keyserver hkp://ha.pool.sks-keyservers.net:80 --recv-key 421C365BD9FF1F717815A3895523BAEEB01FA116
(3) 系统更新
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get upgrade
(4) 安装ROS Kinetic版本
$ sudo apt-get install ros-kinetic-desktop-full # Ubuntu 16.04
(5) 初始化rosdep
$ sudo rosdep init
$ rosdep update
(6) ROS环境配置
$ echo "source /opt/ros/kinetic/setup.bash" >> ~/.bashrc
(7) 安装rosinstall
$ sudo apt-get install python-rosinstall
执行完以上语句后， 等待其下载安装。 下载时间依据网速而定， 在某一步骤下载失败的话重复执行当前命令语句直至下载成功即可。 所有步骤执行成功后，开始测试是否安装成功。
测试ROS
（1）打开一个终端启动 roscore:
$ roscore
（2）重新打开一个终端，输入：
$ rosrun turtlesim turtlesim_node
（3） 再打开一个终端，输入：
$ rosrun turtlesim turtle_teleop_key
这时会有一个画有一只小乌龟的对话框，将鼠标聚焦在第三个终端窗口上，然后通过键盘上的方向键，进行操作小海龟，如果小海龟正常移动，并且在屏幕上留下自己的移动轨迹，如下图：
则说明ROS已经成功安装、配置、运行。
Handsfree 下载与安装
Handsfree简介
HandsFree 是一个面向机器人研究、开发的开源软硬件系统。它有完备与科学的框架,以优秀的嵌入式系统框架为核心,精良的电路、机械设计为支撑,帮开发人员快速实现多种形态的机器人。Handsfree系统包含机器人导航,SLAM,计算机视觉等模块,并拥有自己上层软件和调试系统。它也支持国外其他的开源项目,如 ROS, MPRT, PIXHAWK 等,这一切都为开发人员带来了无比的便捷。
Handsfree下载
HandsFree支持ROS的indigo版本和Kinetic，ubuntu14.04上只支持indigo，ubuntu16.04上只支持kinetic。
这里只介绍Kinetic版本的下载，indigo版本下载可以参考官网下载方法：handsfree-indigo版本下载
在官网上有两种Handsfree Kinetic版本的下载， 一种是一键安装脚本， 一种是一步步安装版本。 我曾试过一步步安装版本， 可能由于网速不佳以及其他问题导致一直下载失败。 无奈使用一键安装脚本， 一次成功。。。 具体为什么我也不清楚， 有大佬知道的话欢迎留言~ 谢谢！
一步步安装官网步骤网址如下： 一步步安装Hansfree-Kinetic
一键安装脚本
如果你的系统版本是ubuntu16.04，安装HandsFree kinetic： (推荐安装ubuntu16.04)
cd ~
wget https://raw.githubusercontent.com/HANDS-FREE/handsfree/master/Documentation/auto_install_all_ubuntu16.04.sh
bash auto_install_all_ubuntu16.04.sh
安装后的测试
安装成功后可以使用USB连接到机器人，然后在终端执行：
roslaunch handsfree_hw handsfree_hw.launch
如果一切正常，终端会显示：
auto-starting new master
process[master]: started with pid [9562]
ROS_MASTER_URI=http://Robot:11311setting /run_id to ffa41cce-05bd-11e8-8df0-001e64f02337
process[rosout-1]: started with pid [9575]
started core service [/rosout]
process[handsfree_hw_node-2]: started with pid [9585]
process[mobile_base/controller_spawner-3]: started with pid [9589]
process[robot_state_publisher-4]: started with pid [9591]
[ERROR] [1517317423.863958024]: hf link initialized failed, please check the hardware
[INFO] [WallTime: 1517317424.295263] Controller Spawner: Waiting for service controller_manager/load_controller
[INFO] [WallTime: 1517317424.298319] Controller Spawner: Waiting for service controller_manager/switch_controller
[INFO] [WallTime: 1517317424.301498] Controller Spawner: Waiting for service controller_manager/unload_controller
[INFO] [WallTime: 1517317424.304670] Loading controller: joint_state_controller
[INFO] [WallTime: 1517317424.351596] Loading controller: servo1_position_controller
[INFO] [WallTime: 1517317424.399306] Loading controller: servo2_position_controller
[INFO] [WallTime: 1517317424.419282] Loading controller: mobile_base_controller
[INFO] [WallTime: 1517317424.469234] Controller Spawner: Loaded controllers: joint_state_controller, servo1_position_controller, servo2_position_controller, mobile_base_controller
[INFO] [WallTime: 1517317424.479183] Started controllers: joint_state_controller, servo1_position_controller, servo2_position_controller, mobile_base_controller
打开新的终端，执行以下语句：
roslaunch handsfree_hw keyboard_teleop.launch
如果安装无误， 可移动过键盘进行遥控机器人行走。
ROS+Handsfree系统以及环境安装 over
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