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1. 为什么要在 Ubuntu 18.04 上折腾 ROS2 Eloquent

ROS2 的版本迭代节奏跟 ROS1 完全不是一个玩法。ROS1 是"一个版本管好几年"，ROS2 则是"半年一版，两年一停维护"。Eloquent Eloquent（代号 Eloquent Elusor）是 2019 年 11 月发布的第七个 ROS2 正式版，它的官方支持周期到 2020 年 11 月就结束了。按理说现在没人应该碰它，但现实情况是——不少工业设备、教学实验平台、老旧的工控机还锁死在 Ubuntu 18.04 上，而 Ubuntu 18.04 能装的 ROS2 版本里，Eloquent 是最后一个官方提供二进制包的（再往后的 Foxy 要求 Ubuntu 20.04）。这就导致一个很尴尬的局面：你想用 ROS2，系统又不能升级，那 Eloquent 就是唯一的选择。

我自己就遇到过这种情况。某实验室的一批工控机跑的是定制化的 Ubuntu 18.04 镜像，上面绑了一堆驱动和采集卡，重装系统意味着重新适配所有硬件，成本太高。但项目又要求用 ROS2 做多机通信和实时控制，绕不开。最后硬着头皮在 18.04 上把 Eloquent 装起来，中间踩了不少坑，这里把完整过程和我自己的经验整理出来。

这篇文章适合三类人看：一是手上确实有 Ubuntu 18.04 环境、不得不装 ROS2 的开发者；二是想了解 ROS2 早期版本安装逻辑、做版本对比的技术人员；三是刚接触 ROS2、想搞清楚"装一个 ROS2 到底涉及哪些环节"的新手。我会从方案选型讲到实操步骤，再到问题排查，尽量把每个"为什么这么做"讲清楚，而不是甩几条命令让你复制粘贴。

需要先说明一点：Eloquent 已经停止官方维护，二进制包源虽然还在，但不再更新安全补丁。如果是新项目，强烈建议直接上 Ubuntu 20.04 + Foxy 或更高版本。本文的场景限定在"系统动不了、只能用 18.04"这个前提下。

2. 安装前的整体方案设计与选型考量

2.1 二进制包安装 vs 源码编译，怎么选

装 ROS2 有两条路：一是用 apt 从官方源装二进制包，二是下载源码自己编译。很多人一上来就想源码编译，觉得"可控性强"，但实际上对绝大多数人来说这是给自己找麻烦。

二进制包安装的优势非常直接：快、省事、依赖自动处理。官方已经把 Eloquent 在 Ubuntu 18.04（Bionic）上的依赖关系打包好了，你只要配好源、敲一条apt install，十几分钟就能跑起来。源码编译呢？光是拉取代码、装编译工具链、处理各种依赖冲突，顺利的话两三个小时，不顺利的话一整天都搭进去，而且编译过程中任何一个依赖版本不对，报错信息能让你怀疑人生。

那什么时候才需要源码编译？只有两种情况：一是你要改 ROS2 的底层源码（比如做通信中间件的定制），二是官方二进制包在你的架构上不存在（比如某些 ARM 平台）。普通开发、学习、做应用层的东西，二进制包完全够用。

所以本文的方案就是：apt 二进制包安装。这是最稳妥、最省时间的路径。

2.2 安装源的选择与区域考量

ROS2 的 apt 源官方主站访问速度在国内往往不理想，下载几百兆的包可能要等很久甚至超时。常见的做法是换用国内镜像源。这里我不点名具体镜像站，只讲选择逻辑：优先选你所在网络环境下延迟低、同步及时的镜像。判断一个镜像好不好用，看两点——一是它同步官方源的频率（最好每天同步），二是它是否完整保留了dists/bionic/main这个目录结构。

配置源的时候有个细节容易被忽略：ROS2 的源和 ROS1 的源是分开的，包名也不一样。ROS1 的包叫ros-<distro>-xxx，ROS2 的包叫ros-<distro>-xxx，但 distro 名字不同（ROS1 是 melodic，ROS2 是 eloquent）。如果你机器上同时装了 ROS1 和 ROS2，两个源都要配，但要注意环境变量别冲突，这个后面会讲。

2.3 依赖环境的预判

Ubuntu 18.04 默认的 Python 版本是 3.6，这个版本对 Eloquent 来说是够用的（Eloquent 要求 Python 3.6+）。但有几个坑要提前知道：

• locale 设置：ROS2 对系统 locale 有要求，必须是 UTF-8。如果 locale 没设对，ros2命令会直接报错退出。这是新手最容易卡住的地方。
• apt 依赖：需要确保curl、gnupg、lsb-release这些基础工具都在，一般系统自带，但精简安装的镜像可能缺。
• 磁盘空间：完整装下来大概占 1.5 到 2 GB，留够空间。

把这些想清楚再动手，能省掉后面一半的排查时间。

3. 核心安装步骤的逐环节拆解

3.1 系统 locale 的检查与修正

这一步很多人会跳过，然后被ros2命令的报错搞得莫名其妙。ROS2 内部大量使用 UTF-8 编码处理字符串，如果系统 locale 是POSIX或者C，运行时会直接抛异常。

先检查当前 locale：

locale

看输出里的LANG和LC_ALL。如果显示的是C或POSIX，就得改。修正方法是设置成en_US.UTF-8：

sudo apt update sudo apt install locales sudo locale-gen en_US en_US.UTF-8 sudo update-locale LC_ALL=en_US.UTF-8 LANG=en_US.UTF-8 export LANG=en_US.UTF-8

这里解释一下为什么选en_US.UTF-8而不是中文 locale。ROS2 的日志和错误信息都是英文的，用英文 locale 能保证终端输出不乱码，排查问题时也方便搜索。中文 locale 在某些终端下会导致日志里的字符显示异常，反而添乱。

改完之后再跑一次locale，确认LANG=en_US.UTF-8生效。注意export那条命令只对当前终端会话有效，要永久生效得写进~/.bashrc，或者靠update-locale写入系统配置。

提示：如果你是在 Docker 容器里装，locale 问题更常见，因为很多基础镜像默认就是POSIX。容器里记得把locale-gen和update-locale都跑一遍。

3.2 配置 apt 软件源

先确保curl和gnupg可用：

sudo apt update && sudo apt install curl gnupg2 lsb-release

然后添加 ROS2 的 GPG 密钥。密钥的作用是验证包的签名，防止下载到被篡改的包。命令是：

sudo curl -sSL https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/ros.asc -o /usr/share/keyrings/ros-archive-keyring.gpg

如果这条命令因为网络原因拉不下来，可以换用镜像站提供的密钥文件，或者手动下载后放到/usr/share/keyrings/目录下。

接着把源地址写进 apt 的源列表：

echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/ros-archive-keyring.gpg] http://packages.ros.org/ros2/ubuntu $(lsb_release -cs) main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/ros2.list > /dev/null

这里$(lsb_release -cs)会自动替换成bionic（Ubuntu 18.04 的代号），$(dpkg --print-architecture)会替换成amd64。用变量而不是写死，是为了命令在不同机器上都能用。

如果你要用国内镜像，把上面那条命令里的http://packages.ros.org/ros2/ubuntu换成镜像站地址即可，其余部分不变。换完之后跑sudo apt update，看看能不能正常拉到 ROS2 的包索引。如果报NO_PUBKEY错误，说明密钥没配对，回头检查密钥文件路径。

3.3 安装 ROS2 Eloquent 主体包

源配好之后，安装就一条命令的事。Eloquent 提供两种安装规格：

• ros-eloquent-ros-base：基础版，只含核心通信库、命令行工具，不含 GUI 工具和仿真。
• ros-eloquent-desktop：桌面版，在 base 基础上加了 rviz2、demo 节点、教程等。

选哪个看需求。如果你只是做无界面的机器人控制、跑在工控机上，base 版就够了，体积小、依赖少。如果你要可视化调试、跑示例，那就装 desktop。我一般建议新手先装 desktop，把示例跑通了再考虑精简。

sudo apt update sudo apt install ros-eloquent-desktop

安装过程中 apt 会自动处理一大堆依赖，包括python3-colcon、python3-rosdep这些构建工具。整个下载量在 500 MB 到 1 GB 之间，取决于你之前装过多少相关包。网速正常的话十几分钟能装完。

装完之后可以验证一下包是否注册成功：

apt list --installed | grep ros-eloquent

应该能看到一长串已安装的包。

3.4 环境变量的加载与验证

装完不代表能用，还得让 shell 知道 ROS2 装在哪了。ROS2 提供了一个 setup 脚本，source 一下就行：

source /opt/ros/eloquent/setup.bash

这条命令只对当前终端有效。要每次开终端都自动加载，得写进~/.bashrc：

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

验证安装是否成功，最直接的办法是跑一个 talker 和一个 listener。开两个终端，都 source 好环境，一个跑：

ros2 run demo_nodes_cpp talker

另一个跑：

ros2 run demo_nodes_py listener

如果 listener 终端能持续打印出I heard: [Hello World: N]，说明通信链路是通的，安装成功。这个测试同时验证了 C++ 和 Python 两种节点的互操作，比只跑一个节点更有说服力。

注意：如果你机器上同时装了 ROS1，~/.bashrc里可能已经有source /opt/ros/melodic/setup.bash。两个都 source 会导致环境变量冲突，ros2命令可能找不到。解决办法是别把两个都写进 bashrc，用的时候手动 source，或者写个切换脚本。

4. 实操过程中的关键细节与参数说明

4.1 关于 rosdep 的初始化

rosdep是 ROS 用来管理系统依赖的工具，编译工作空间时经常用到。装完 ROS2 后建议顺手初始化一下：

sudo rosdep init rosdep update

rosdep init会从网上拉一个默认的源列表文件放到/etc/ros/rosdep/，rosdep update则把依赖数据库缓存到本地。这两步在国内网络下经常失败，因为要访问的源在国外。如果卡住，可以配置镜像或者手动下载缓存文件。

这里有个经验：rosdep update失败不一定是网络问题，也可能是权限问题。如果你之前用sudo跑过rosdep，缓存目录的属主可能变成 root，普通用户再跑就写不进去。检查~/.ros/rosdep/目录的权限，必要时chown回来。

4.2 colcon 构建工具的配置

Eloquent 默认装的是python3-colcon-common-extensions，这是 colcon 的常用扩展集合。colcon 是 ROS2 的构建工具，相当于 ROS1 里的 catkin。用之前建议确认版本：

colcon version-check

构建工作空间的标准流程是：

mkdir -p ~/ros2_ws/src cd ~/ros2_ws colcon build --symlink-install

--symlink-install这个参数值得说一下。它让安装目录里的文件用符号链接指向源码，而不是复制。好处是你改了 Python 脚本或者配置文件，不用重新 build 就能生效，调试时特别省时间。缺点是如果源码目录被移动或删除，链接就断了。开发阶段强烈建议加上，发布时去掉。

4.3 环境变量叠加的正确姿势

当你有了自己的工作空间后，source 顺序很重要。必须先 source 系统级的/opt/ros/eloquent/setup.bash，再 source 工作空间的install/setup.bash。顺序反了的话，工作空间里的包会被系统包覆盖，你改的代码不生效。

source /opt/ros/eloquent/setup.bash source ~/ros2_ws/install/setup.bash

工作空间的 setup 脚本其实会自动去 source 它依赖的底层环境，但显式写出来更保险，尤其是多个工作空间叠加的时候。

4.4 网络通信的默认配置

ROS2 默认用 DDS 做通信，Eloquent 默认的 DDS 实现是 Fast RTPS。单机通信不用管，但多机通信时要配置ROS_DOMAIN_ID。同一个域 ID 的节点才能互相发现，不同域之间隔离。

export ROS_DOMAIN_ID=42

域 ID 的取值范围是 0 到 232，但建议避开 0（默认值，容易和别人的冲突）。多机场景下，所有机器设成同一个域 ID，并且要在同一网段、关闭防火墙对多播的拦截。DDS 的节点发现依赖多播，如果网络设备禁了多播，节点之间就发现不了，这是多机调试时最常见的坑。

5. 常见问题与排查技巧实录

5.1 安装与运行阶段的典型报错

下面这张表是我在实际操作中整理出来的高频问题，按出现频率排序：

5.2 多播与防火墙的排查思路

多机通信失败，九成出在多播上。排查步骤是这样的：先确认两台机器能互相 ping 通，这是基础。然后在两台机器上分别跑ros2 node list，看能不能看到对方的节点。如果看不到，用ros2 multicast receive和ros2 multicast send做专门的多播测试——一个终端收，一个终端发，能收到说明多播通，收不到就是网络层拦了。

Ubuntu 默认的 ufw 防火墙如果开着，可能会拦多播。临时关掉测试：

sudo ufw disable

确认是多播问题后，再针对性放行，而不是一直关着防火墙。另外有些企业网络或者虚拟化平台的虚拟交换机默认禁多播，这种情况得找网络管理员开，本地怎么调都没用。

5.3 版本混装的避坑经验

ROS1 和 ROS2 装在同一台机器上很常见，尤其是做迁移过渡的阶段。核心原则是：不要同时 source 两个环境。ROS1 的setup.bash和 ROS2 的setup.bash都会往PATH、PYTHONPATH、LD_LIBRARY_PATH里塞东西，同时生效必然冲突。

我的做法是写两个别名函数放在~/.bashrc里：

alias ros1env='source /opt/ros/melodic/setup.bash' alias ros2env='source /opt/ros/eloquent/setup.bash'

需要哪个就手动切，虽然麻烦一点，但不会出玄学问题。另外，ROS1 的rosrun、roscore和 ROS2 的ros2 run、ros2 daemon是两套完全独立的命令，别混着用。

提示：如果你在同一个终端里先 source 了 ROS1 又 source 了 ROS2，最干净的办法是关掉终端重开，而不是试图"反向 source"去清理环境，后者基本清不干净。

5.4 停止维护带来的实际影响

Eloquent 停止维护后，最直接的影响是 apt 源里的包不再更新。这意味着如果某个依赖爆出安全漏洞，官方不会给 Eloquent 打补丁。对于联网的生产环境，这是个真实风险。我的建议是：如果设备必须联网，尽量把 ROS2 相关的通信限制在内网，不要暴露到公网；如果只是离线运行，风险相对可控。

另一个影响是社区支持变少。遇到问题时，搜到的答案大多是针对 Foxy 或 Humble 的，命令和配置可能有差异。这时候要学会看官方文档的历史版本——ROS2 的文档站保留了每个版本的快照，Eloquent 的文档还在，只是入口藏得比较深。

6. 装完之后值得做的几件事

安装只是起点，装完能跑 demo 不代表环境就配好了。我一般会再做几件事来验证环境的完整性。

第一件是跑一遍官方的示例包。Eloquent 自带了不少 demo，比如demo_nodes_cpp、demo_nodes_py，还有turtlesim。turtlesim 是个画乌龟的小程序，能验证图形界面和话题通信：

ros2 run turtlesim turtlesim_node ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

在 teleop 终端按方向键，乌龟能动，说明 GUI、话题、键盘输入这条链路都通了。

第二件是建一个最小工作空间，写一个自己的节点编译跑通。这一步能验证 colcon、编译工具链、依赖管理是否正常。很多人卡在"demo 能跑但自己写的编译不过"，问题往往出在package.xml或CMakeLists.txt的依赖声明上。

第三件是记录下当前环境的版本信息，方便以后排查：

ros2 doctor --report

ros2 doctor会输出系统信息、ROS2 版本、DDS 配置、网络状态等，出问题时把这份报告贴出来，别人帮你排查会快很多。

最后分享一个我自己的习惯：把整个安装过程写成一个 shell 脚本，包括 locale 设置、源配置、安装、环境变量。这样下次在别的 18.04 机器上部署，直接跑脚本就行，不用重新回忆每一步。脚本里加上错误检查和日志输出，哪一步失败一目了然。这个习惯在批量部署工控机的时候特别有用，省下的时间远超写脚本的成本。