在 ROS 教學系列(一)～(三)文章中，我們分別認識了 ROS 1 與 ROS 2，並且也了解兩者的差異，接下來將開始帶領大家進行 ROS 2 的開發環境配置。
一、版本的選擇
1. ROS 2 版本的選擇
ROS 2 版本的演進，可以參考 ROS 2 Foxy 的說明文件，或參考下圖：
為了保持使用上的穩定性，長期支援版本 Foxy 是一個很棒的選擇。當然，若是想體驗 ROS 2 的最新功能，那麼選擇最新版本 Galactic 會更好一些。除此之外，預計在 2022 年 5 月 23 日發佈的版本 Humble 將會是擁有 5 年長期支援的版本。
※ 本教學將使用 ROS 2 Foxy 作為學習 ROS 2 的版本
2. 作業系統的選擇
本教學的作業系統將使用 Ubuntu 20.04 LTS，它將會持續更新至 2025 年 4 月。
3. DDS 的選擇
可從 ROS 2 Foxy 官方文件說明中，查詢支援的 DDS 服務，如下表所示：
由上表可以看到，目前 ROS 2 的中介軟體（ROS Middleware）可支援的項目有三個，分別是 eProsima Fast DDS、Eclipse Cyclone DDS、RTI Connext。
本教學將選擇使用 Eclipse Cyclone DDS 作為使用 ROS 2 Foxy 的中介軟體，它具有下列特點：
(1) 目標管理組織（Object Management Group, OMG）的新一代標準
OMG 是一個國際協會，開始的目的是為分布式物件導向系統建立標準，目前則致力於建立對程序、系統和業務流程的建模標準，以及基於模型的標準。
Eclipse Cyclone DDS 已作為 OMG 的新一代標準，可以預期未來將會有更多的產品或技術圍繞著 Eclipse Cyclone DDS 進行開發，在往後的 ROS 2 上也會有更多相關的技術支援。
(2) 台灣廠商凌華科技的推動與支援
凌華科技股份有限公司（ADLINK），是一家設計和製造用於嵌入式計算，測試和測量以及自動化應用產品的公司，其產品線包含模組電腦、工業主板、資料採集模組和完整的系統。除了位於台灣的總部外，在北京、曼海姆、巴黎、聖何塞、首爾、上海、深圳、新加坡和東京均設有辦事處。目前與 Eclipse Foundation IoT 組織、OpenADx 工作坊及 ROS 2 技術指導委員會合作，合作推動 Eclipse Cyclone DDS 成為 ROS 2 的中介軟體，隨著 ROS 2 版本 Foxy Fitzroy 發佈，將會使機器人開發變得更簡單、快速、安全及可靠。
※ 更多關於 Eclipse Cyclone DDS 的使用回報可參考：https://osrf.github.io/TSC-RMW-Reports/humble/eclipse-cyclonedds-report.html
二、安裝步驟
請依照下列的操作步驟進行安裝配置 ROS 2 的操作環境：
1. 確保使用中的作業系統為 Ubuntu 20.04 LTS
若目前的主機使用的是 Windows 系統，為了保護硬碟資料，可以使用虛擬機器來安裝 Ubuntu 20.04 LTS。使用 Virtualbox 作為第一個接觸的虛擬機器軟體是一個很好的選擇，它擁有對初學者來說較為友善的圖形化介面，請先下載 Virtualbox 軟體。
2. 安裝必要套件
我們將透過版本控制器 git，從 ADLINK 的開源程式碼中，取得「ros_menu」的完整程式碼，以便進行安裝 ROS 2。因此請先開啟 Ubuntu 20.04 LTS 中的終端機（快捷鍵為【ctrl】+【alt】+【T】），接著輸入指令：
$ sudo apt install git
由於我們使用了 sudo 指令，因此記得要輸入該使用者帳戶的密碼。安裝完成後可在終端機視窗中查看相關資訊，如下圖所示：
3. 取得開源程式碼「ros_menu」
ADLINK 已將「ros_menu」的完整程式碼公開在 github 網站上，可參考：https://github.com/Adlink-ROS/ros_menu
我們可以直接使用 git 進行下載「ros_menu」的完整程式碼，請在終端機的目錄中輸入指令：
$ git clone https://github.com/Adlink-ROS/ros_menu
操作結果如下圖所示：
4. 使用「ros_menu」安裝 ROS 1 與 ROS 2
「ros_menu」已擁有自動安裝 ROS 1 與 ROS 2 的腳本檔案可以使用，因此請直接輸入指令：
$ cd ~/ros_menu && source install.sh
輸入完畢後，將會出現提示文字，並詢問是否要自動安裝 ROS，輸入「y」後腳本檔案便會開始自動安裝 ROS 1 與 ROS 2，並且別忘記輸入該使用者帳戶的密碼，操作結果如下圖所示：
ROS 1 與 ROS 2 安裝完畢後，腳本檔案還會詢問是否需要安裝 OpenVINO，這是一個協助快速開發電腦視覺應用的功能包，本教學將不會使用到，但仍建議按下「y」鍵先行安裝，以便未來的學習與使用，如下圖所示：
三、配置 ROS 1 與 ROS 2 共用的操作環境
透過「ros_menu」安裝好 ROS 1 與 ROS 2 系統後，便可以開始配置操作環境。
ADLINK 已將配置的檔案與方法額外放置在「config.yaml」設定檔案中，如下圖所示：
使用者不必再冒著風險自行修改終端機的環境設定檔。「config.yaml」被放置在「ros_menu」的目錄當中，開啟「config.yaml」後，就可以查看配置情形。
注意
此處是以文字編輯器 gedit 開啟檔案，若預設文字編輯器不是 gedit，將無法以如下圖的同樣方法查看「config.yaml」檔案。
YAML 文件檔案，是一個可讀性高，用來表達資料序列化的格式，這也是目前在 ROS 1 與 ROS 2 中最常使用的文件檔案，主要目的是用來儲存專案中的各種參數與配置。現在就可以從「config.yaml」文件檔案，來學習該如何使用 YAML。
YAML 使用空白字元與分行來分隔資料，資料結構可以用類似大綱的縮排方式呈現，在縮排中，空白字元的數目並不是非常重要，只要相同階層的元素左側對齊就可以了（不過不能使用 TAB 字元）。
從上圖可以看出，「config.yaml」檔案的頂層由兩個鍵值組成：「Config」與「Menu」。在鍵值後面想要賦予資料，需要加上符號「:」與「 」（空白字元），才能夠接續輸入想要賦予的資料。除此之外，若是資料想要賦予的是「清單（陣列）」的結構，則可以使用符號「-」與「 」（空白鍵）。
最後若是想要為資料內容進行註解，使用符號「#」就可以了，需要注意的是，若是想要在資料的同一行內進行註解，請記得在資料內容的最後一個字元加上「 」（空白鍵），否則 YAML 會認為符號「#」也是資料內容的一部分。
根據上述的介紹，就能解讀 「config.yaml」的內容，接著我們將擷取一小段內容向大家進行說明。
- 第一層的鍵值「Menu」：記錄著鍵值「ROS 1 noetic」、「ROS 2 foxy」、「ROS 2/ROS 1_bridge」。
- 第二層的鍵值「ROS 2 foxy」：記錄著鍵值「option_num」、「ROS_version」、「distro_name」、「ros_path」、「domain_id」與「cmds」。其中「cmds」：使用清單（陣列）的方式記錄著資料內容，並且使用了符號「#」進行註解，說明使用方式。
這裡我們先以預設的內容配置操作環境，因此請直接關閉 config.yaml 檔案後，開啟終端機（快捷鍵【ctrl】+【alt】+【T】），便會出現先前沒有出現過的資訊，如下圖所示：
依照終端機所顯示的資訊，輸入相對應的數字後，便可以執行相關的操作環境：
0) Do nothing：不做任何事情，讓終端機保持系統的原始設定。
1) ROS 1 noetic：將當前的終端機切換至ROS 1 – noetic 的操作環境。
2) ROS 2 foxy：將當前的終端機切換至ROS 2 – foxy 的操作環境。
3) ROS 2/ROS 1_bridge： 將當前的終端機環境執行功能套件包 ROS 2/ROS 1_bridge，這可以讓 ROS 2 的訊息連接埠與 ROS 1 的訊息連接埠連接，使得 ROS 2能夠與 ROS 1 系統進行資料的交互使用。
h) Help：顯示幫助資訊。
本教學使用 ROS 2 的操作環境，因此將一律輸入「2」執行 ROS 2 的操作環境，如下圖所示：
四、小結
經過上述的 ROS 2 安裝教學解說後，各位夥伴們是不是都已經成功安裝 ROS 2 了呢？
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