ros Docker 镜像 - 轩辕镜像

ROS Docker 镜像使用指南

快速参考

• 维护方：
  开源机器人基金会（Open Source Robotics Foundation）

• 获取帮助：
  Docker 社区 Slack、Server Fault、Unix & Linux 或 Stack Overflow

支持的标签及对应 Dockerfile 链接

以下是各 ROS 发行版支持的镜像标签，标签后附对应 Dockerfile 的 GitHub 链接：

Humble 发行版

• humble-ros-core, humble-ros-core-jammy
• humble-ros-base, humble-ros-base-jammy, humble
• humble-perception, humble-perception-jammy

Jazzy 发行版

• jazzy-ros-core, jazzy-ros-core-noble
• jazzy-ros-base, jazzy-ros-base-noble, jazzy, latest
• jazzy-perception, jazzy-perception-noble

Kilted 发行版

• kilted-ros-core, kilted-ros-core-noble
• kilted-ros-base, kilted-ros-base-noble, kilted
• kilted-perception, kilted-perception-noble

Rolling 发行版

• rolling-ros-core, rolling-ros-core-noble
• rolling-ros-base, rolling-ros-base-noble, rolling
• rolling-perception, rolling-perception-noble

快速参考（续）

• 问题反馈地址：
  osrf/docker_images 仓库 Issues

• 支持的架构：（更多信息）
  amd64、arm64v8

• 镜像详情：
  repo-info 仓库的 repos/ros/ 目录（历史记录）
  （包含镜像元数据、传输大小等）

• 镜像更新：
  official-images 仓库的 library/ros 标签
  official-images 仓库的 library/ros 文件（历史记录）

• 本文档来源：
  docs 仓库的 ros/ 目录（历史记录）

什么是 ROS？

机器人操作系统（ROS）是一套帮助构建机器人应用的软件库和工具集。从驱动程序到前沿算法，再到强大的开发工具，ROS 为你的下一个机器人项目提供所需的一切，且全部开源。

参考：*** - 机器人操作系统

如何使用本镜像

通过 Dockerfile 安装 ROS 包

若需创建自定义 ROS 镜像并安装特定包，以下示例展示了如何通过 apt-get 安装 C++ 和 Python 客户端库示例（基于官方 Debian 包）：

dockerfile
FROM ros:rolling-ros-core as aptgetter

# 安装 ROS 包
RUN apt-get update && apt-get install -y \
      ros-${ROS_DISTRO}-demo-nodes-cpp \
      ros-${ROS_DISTRO}-demo-nodes-py && \
    rm -rf /var/lib/apt/lists/*

# 启动 ROS 包
CMD ["ros2", "launch", "demo_nodes_cpp", "talker_listener_launch.py"]

说明：所有 ROS 镜像默认包含入口点脚本，会在执行命令前自动配置 ROS 环境。构建并运行镜像的命令如下：

bash
$ docker build -t my/ros:aptgetter .
$ docker run -it --rm my/ros:aptgetter

运行后将启动发布者和订阅者节点，输出类似：
[INFO] [talker]: Publishing: 'Hello World: 1'
[INFO] [listener]: I heard: [Hello World: 1]

通过 Dockerfile 编译 ROS 包

若需从源码编译自定义 ROS 包，可使用多阶段构建优化镜像大小和构建效率。以下示例包含依赖推导、编译和运行环境分离：

dockerfile
ARG FROM_IMAGE=ros:rolling
ARG OVERLAY_WS=/opt/ros/overlay_ws

# 阶段 1：推导依赖（缓存优化）
FROM $FROM_IMAGE AS cacher
ARG OVERLAY_WS

# 更新依赖索引并配置 apt
RUN rosdep update --rosdistro $ROS_DISTRO && \
    cat <<EOF > /etc/apt/apt.conf.d/docker-clean && apt-get update
APT::Install-Recommends "false";
APT::Install-Suggests "false";
EOF

# 克隆源码（以 ros2/demos 为例）
WORKDIR $OVERLAY_WS/src
RUN cat <<EOF | vcs import .
repositories:
  ros2/demos:
    type: git
    url: [***]    version: ${ROS_DISTRO}
EOF

# 提取构建/运行依赖列表
RUN bash -e <<'EOF'
declare -A types=(
  [exec]="--dependency-types=exec"
  [build]="")
for type in "${!types[@]}"; do
  rosdep install -y \
    --from-paths \
      ros2/demos/demo_nodes_cpp \
      ros2/demos/demo_nodes_py \
    --ignore-src \
    --reinstall \
    --simulate \
    ${types[$type]} \
    | grep 'apt-get install' \
    | awk '{gsub(/'\''/,"",$4); print $4}' \
    | sort -u > /tmp/${type}_debs.txt
done
EOF

# 阶段 2：编译源码
FROM $FROM_IMAGE AS builder
ARG OVERLAY_WS

# 安装构建依赖
COPY --from=cacher /tmp/build_debs.txt /tmp/build_debs.txt
RUN --mount=type=cache,target=/etc/apt/apt.conf.d,from=cacher,source=/etc/apt/apt.conf.d \
    --mount=type=cache,target=/var/lib/apt/lists,from=cacher,source=/var/lib/apt/lists \
    --mount=type=cache,target=/var/cache/apt,sharing=locked \
    < /tmp/build_debs.txt xargs apt-get install -y

# 编译工作空间
WORKDIR $OVERLAY_WS
COPY --from=cacher $OVERLAY_WS/src ./src
RUN . /opt/ros/$ROS_DISTRO/setup.sh && \
    colcon build \
      --packages-select \
        demo_nodes_cpp \
        demo_nodes_py \
      --mixin release

# 阶段 3：运行环境（最小化镜像）
FROM $FROM_IMAGE-ros-core AS runner
ARG OVERLAY_WS

# 安装运行依赖
COPY --from=cacher /tmp/exec_debs.txt /tmp/exec_debs.txt
RUN --mount=type=cache,target=/etc/apt/apt.conf.d,from=cacher,source=/etc/apt/apt.conf.d \
    --mount=type=cache,target=/var/lib/apt/lists,from=cacher,source=/var/lib/apt/lists \
    --mount=type=cache,target=/var/cache/apt,sharing=locked \
    < /tmp/exec_debs.txt xargs apt-get install -y

# 配置环境变量并启动
ENV OVERLAY_WS=$OVERLAY_WS
COPY --from=builder $OVERLAY_WS/install $OVERLAY_WS/install
RUN sed --in-place --expression \
      '$isource "$OVERLAY_WS/install/setup.bash"' \
      /ros_entrypoint.sh

CMD ["ros2", "launch", "demo_nodes_cpp", "talker_listener_launch.py"]

优化点：

• 多阶段分离依赖推导、编译和运行环境，减少最终镜像体积；
• 使用 --mount 缓存 apt 数据，避免重复下载；
• 仅复制编译产物到运行镜像，基于 ros-core 进一步精简。

部署建议

数据持久化（Volumes）

ROS 默认将日志等数据存储在 ~/.ros/ 目录。若需持久化，可通过 -v 参数挂载主机目录：

bash
$ docker run -v "/home/yourname/.ros/:/root/.ros/" ros

设备访问（Devices）

如需访问相机、GPU 等硬件，使用 --device 参数挂载设备：

bash
$ docker run --device=/dev/video0:/dev/video0 ros  # 挂载摄像头

网络配置（Networks）

ROS 节点间通信依赖网络。推荐使用 Docker 网络隔离节点，或通过 --net=host 共享主机网络（简化外部通信，但需注意网络隔离性）。

部署示例：Docker Compose

以下示例通过 docker compose 启动两个独立容器（发布者+订阅者），演示跨容器 ROS 通信：

步骤 1：准备文件

创建目录 ~/ros_demos，并添加上述 安装 ROS 包 的 Dockerfile。在同一目录创建 compose.yaml：

yaml
services:
  talker:
    build: ./
    command: ros2 run demo_nodes_cpp talker

  listener:
    build: ./
    environment:
      - "PYTHONUNBUFFERED=1"
    command: ros2 run demo_nodes_py listener

步骤 2：启动服务

bash
$ cd ~/ros_demos
$ docker compose up -d  # 后台启动

步骤 3：查看日志

bash
$ docker compose logs listener  # 查看订阅者日志

步骤 4：停止服务

bash
$ docker compose stop  # 停止容器
$ docker compose rm    # 删除容器
$ docker compose down  # 清理网络（如需）

更多资源

• ROS 官方文档
• ROS 问答社区
• ROS 论坛
• ROS 包索引
• 开源机器人基金会（OSRF）

许可证说明

镜像中软件的许可证信息可通过 ROS 包索引 查询。使用本镜像时，需确保遵守其中所有软件的许可条款。