发布树莓派4B的ROS Melodic完整版v1.0版本镜像
corvin_zhang
0x00 树莓派4B介绍
树莓派4B从6月份就听说上市开卖了，看了一下介绍还是比较激动。据说性能比树莓派3B+提供3倍，一直想买来测试看看。但是苦于我们国内不在树莓派首发圈内，所以淘宝上都是预售。我从7月份开始下单购买，一直等了一个多月，终于在上周淘宝卖家说树莓派4B的2G版本有现货。提示我可以不用等1G的了，可以更新下订单就可以拿到2G版本的。所以果断修改订单，所以很快树莓派4B的2G内存版本给我发过来了。直接上图：
这里特别要注意下树莓派4B的散热情况，因为树莓派4B内部有一个监控CPU温度的传感器，当检测到温度过高的时候，会主动降低CPU主频，例如从1.5GHz降低到1GHz，这样减少热量，防止烧坏CPU。
所以为了保证树莓派4B发挥出自己应有的性能，我建议大家在使用树莓派4B时候，至少要加一个大号的散热片才行，最好是加上风扇。如果想购买散热片的，也可以选择我们的大号散热片，物美价廉：
0x01 ROS镜像简介
这里的ros melodic镜像虽然是在树莓派4B板子上编译的，但是该镜像确实可以在树莓派的其他型号板子上都能运行。经过测试不仅可以树莓派4完美运行，还可以在树莓派3B+，树莓派3B，甚至树莓派zero w这样的小板子都可以运行该ros系统。
现在树莓派板4B只能使用官方提供的raspbian系统，现在的raspbian系统已经升级为Debian 10 Buster版本了。所以我就在此系统上下载了所有常用的ROS软件包。然后将这些软件包都编译了，最后安装到/opt/ros/melodic目录下。当前共编译了215个软件包，包括常用的slam相关的软件包，move_base、gmapping、amcl、hector_slam等等。包括rqt工具、rviz工具也都编译完成，总体来说感觉跑起来ROS是比树莓派3B+板子上快点，不怎么卡了。
在这里系统制作好以后，我就把桌面的默认背景图片给换成了ROS小课堂的logo。这算是唯一的一个植入性广告了，如果大家不喜欢的话，可以自行更换桌面背景即可。单纯从桌面来看的话，基本上跟以前的镜像没什么区别。
0x02 ROS镜像下载
花了近一周时间下载ROS源码、编译、测试，最终才做好这份树莓派ROS镜像。当然，我也是建议大家可以自己下载ROS源码来编译，因为我感觉不是难，而是过程太麻烦而已。你要是想节省点时间，那就下载我编译好的镜像吧，镜像烧写好，立刻就能用上ROS的最新melodic版本。
百度网盘链接：https://pan.baidu.com/s/1cqi1ekryxRWl5ttsyJ8KHQ 提取码：8fpy
当下载好镜像后，第一件事仍然是校验一下下载镜像的完整性。只有下载完整的镜像才能进行解压和安装，大家可以直接在ubuntu系统中使用md5sum命令来生成镜像的md5校验码。正确的md5校验码是：
233ecaa67862bfede143613bae2d2cfd
当自己得到的校验码跟上述不同，可能由于网络问题，导致下载的文件不完整或错误。所以需要重新下载，如果没问题的话就可以等待烧写了。这里用到的md5校验命令如下：
md5sum raspi_buster_ros_melodic_desktop_full_v1_0.img.xz
这里用的的解压xz文件的命令如下：
xz -dkv raspi_buster_ros_melodic_desktop_full_v1_0.img.xz
如果你使用上述的xz命令在解压时提示xz命令未知，那说明你还没有安装这个工具，可以直接使用如下命令来安装这个xz工具，如果上述xz解压命令可以正常运行，说明你的系统中已经安装了这个xz工具了，这里就没必要再安装了：
sudo apt-get install xz-utils
具体的校验和解压步骤如下图所示：
0x03 ROS镜像烧写
这里需要准备好至少16G大小的microSD卡，如果没有的话，也可以在我们商店中购买，链接如下：
当有了SD卡后，接下来就是开始烧写镜像了。这里建议大家使用Etcher这个软件来烧写，非常的方便。当把microSD卡插入到电脑上时，可以自动的检测到SD卡，我们只需要选择要烧写的镜像即可。如果没有该软件的，可以从其官网下载。官网地址如下：
由于从国外网站下载该软件，有可能下载会比较慢。我已经下载好了该软件，不过我只下载了Linux x64版本，在Ubuntu中使用是没有问题的。已经放到百度网盘中，大家可以下载：
链接: https://pan.baidu.com/s/1fGPQs71RNSc-14PhUUtBZQ 提取码: 3d23
烧写过程就比较简单了，我们打开下载好的软件。然后把microSD卡插到电脑上，这样etcher就会自动识别microSD卡设备挂载点，我们只需要选择好解压好的镜像即可，最后点击最后的按钮“Flash !”即可开始烧写了。等待大约5分钟左右即可将镜像烧写完成，下面是演示过程，大家可以看看：
当烧写完成后，如果烧写没问题，会有如下的画面，提示Flash Complete! 如果烧写过程有错误，这个页面也会有错误提示：
0x04 系统开机运行
当镜像烧写完成后，我们就可以将microSD卡插入到树莓派中。这时大家可能会遇到一个比较头疼的问题，大多数人在买树莓派的时候，是没有购买显示屏的。那现在我们刚烧写好系统，我们该如何连接到树莓派系统中呢？
我这里有一个简单的方法可以提供给大家，这里需要准备一根网线即可。我们用网线把我们的树莓派和电脑连接在一起，然后我们把自己电脑的IP共享给树莓派，这样树莓派也就可以分到一个IP地址。我们就根据这个IP地址来连接过去就可以了。我发布的镜像中，我已经将22号端口的ssh服务打开了，5900端口的vnc-server也打开了。这样我们不仅可以使用终端ssh远程连接，也可以使用vnc-viewer软件来远程桌面连接到我们的树莓派上了。当连接到树莓派以后，我们就可以进行各种操作了，例如把树莓派连接到我们的无线网络中。具体操作步骤如下：
首先配置电脑的网络，将IPv4配置成：Shared to other Computers，当配置好这个以后。我们就可以将网线连接好，将树莓派开机。此时稍等几秒后，就会有提示网络连接成功，说明树莓派已经获取到IP地址了。操作如下动图所示：
当树莓派和电脑连接成功后，我们就可以来获取树莓派当前分配的IP地址了。我们此时需要在终端中输入以下命令：
nmap 10.42.0.1/24
当得到树莓派的IP地址后，我们需要记住这个IP地址，因为后面我们会使用ssh来连接到树莓派：
或者我们也可以使用VNC-viewer来远程桌面连接到树莓派，这个操作也很简单：
接下来就可以来简单测试下ROS中的各个软件包是否正常，我们这里测试一下仿真小乌龟看看效果：
还有一个需要注意的事情就是扩展我们microSD卡的容量，因为当安装好镜像启动后，默认的系统空间只有8.4G。因此，当我们把16G的sd卡插到树莓派上就会有空间浪费，因此需要使系统可以识别到sd卡的真实容量。我们可以进行如下操作，如下视频所示：
最后给大家演示下，我们既然已经通过网线连接到树莓派系统中了。如果有无线网络的话，后面我们还是通过无线网来调试树莓派，这样才更方便，不然每次拿网线也麻烦：
0x05 语音板使用
由于在系统镜像中已经安装好了，语音板的驱动程序，因此我们可以直接将语音板插在这个树莓派4B板子上使用。对于语音板的使用，我们会有专门的教程来介绍，这里只做简单的说明，树莓派4B板子也可以使用我们的语音板。
这里需要下载的语音测试代码扔为代码仓库中的代码，只不过切换为pi4-devel分支即可，可以使用如下命令来直接下载代码：
git clone -b pi4-devel https://code.corvin.cn:3000/corvin_zhang/AIVoiceSystem.git
接下来就可以直接使用make命令来编译了，最后就可以启动语音板进行测试了。启动命令如下：
sudo ./AIVoiceSystem -p profile -w ./resources/models/snowboy.umdl
如果想购买我们语音板的，可以从下面直接下单购买：
0x06 注意事项
[1].系统启动后，默认的用户名是corvin，默认的密码也是corvin。对于系统的root用户，密码也是corvin。
[2].系统已经默认开启了22端口的ssh-server和5900端口的vnc-server，这样大家就可以很方便的ssh连接和vnc远程桌面连接了。
[3].在终端中，无法使用apt命令来安装ros melodic相关的软件包。这是因为该系统中所有的ros软件包，都是我使用源码编译的，默认的raspbian系统是无法使用apt来安装ros各软件包的。
[4].系统镜像虽然是在树莓派4B板子上编译的，但是该镜像可以在树莓派各型号的板子上都能运行起来。例如树莓派3B+、树莓派3B，即使在树莓派zero w这样的小板子中也可以运行起来。
[5].该系统镜像我已经将语音板驱动都安装好了，因此只要购买语音板的，都可以直接将语音板插在树莓派上直接使用。
0x07 参考资料
[1].镜像烧写软件Etcher官网. https://www.balena.io/etcher/
[2].树莓派4B 更新wiringPi库到2.52的方法. http://www.52pi.net/archives/1918
[3].Nmap 主机发现扫描. https://www.cnblogs.com/LyShark/p/10637507.html
[4].树莓派4B性能评测报告及各版本性能比对. http://shumeipai.nxez.com/2019/06/26/raspberry-pi-4-review-the-new-gold-standard-for-single-board-computing.html
0x08 问题反馈
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