5、进入机器人的docker容器

树莓派PI5主控的ROS1课程全部至于docker容器内。

5、进入机器人的docker容器5.1、相关概念5.2、如何查询机器人使用的docker镜像版本5.3、绑定外设5.4、查看外设连接情况5.5、编辑脚本5.6、执行脚本5.7、切换车型、雷达和相机5.8、多终端进入同一个docker容器5.9、如何开启已经处于【Exited】关闭状态的容器5.9.1、需要使用摄像头 5.9.2、不需要使用摄像头5.9.3、再次进入【Exited】关闭状态的容器

操作环境及软硬件参考配置如下：

参考车型：ROSMASTER X3
机器人硬件配置：Arm系列主控，思岚A1激光雷达，AstraPro Plus深度相机
机器人系统：Ubuntu（版本无要求）+ docker（20.10.21及以上版本）
PC虚拟机：Ubuntu（18.04）+ ROS（Melodic）
使用场景：在相对干净的2D平面上使用

5.1、相关概念

1、什么是docker的宿主机


宿主机就是我们调用命令使用镜像创建容器的服务器。这里是指我们小车上的主控（jetson或树莓派等），以下提到的宿主机都是指这个。

2、什么是GUI


xxxxxxxxxx
GUI即图形用户界面，这里主要是指：opencv显示的图像窗口、rviz界面、rqt界面等。

3、什么是机器人的docker容器


xxxxxxxxxx
这里的机器人就是Rosmaster小车，也就是已配置好各种开发依赖环境的Rosmaster小车容器

4、在操作本章节教程前，请确保自己已经掌握了下面这些章节的知识，否则可能会感到学起来比较吃力。出现这种情况，请反复查看下面这些预先知识的内容，熟练掌握后会觉得很轻松，Come on，you are the best！

5.2、如何查询机器人使用的docker镜像版本

1、机器人使用的docker镜像版本也就是小车上使用的镜像版本，用户在烧录了小车的系统镜像开机启动后，执行：


x
#PI5 ROS1
pi@yahboom:~ $ docker images
REPOSITORY                      TAG       IMAGE ID       CREATED       SIZE
yahboomtechnology/ros-melodic   1.4.1     f8c914ba3cff   12 days ago   23.1GB

会看到有多个docker镜像版本，请选择【yahboomtechnology/ros-melodic】名字，tag最高的版本，即为机器人最新的镜像版本。如这里查询到的就使用【yahboomtechnology/ros-melodic:1.4.1】版本

2、为什么不能只放一个docker镜像在小车系统内呢？

如果你看过【07、Docker ------ 3、docker镜像深入理解和发布镜像】这章的教程，应该知道docker镜像是分层机制，也就是后面一个tag的镜像依赖前面一个tag的镜像。所以宿主机中可能会存在多个版本的docker镜像，这些镜像的tag会以递增的方式更新。

后续我们更新了新的课程也会用发布新的docker镜像的方式来更新功能

5.3、绑定外设

首先确保小车已经连接好各种外设，以及已经对外设做了端口绑定，端口绑定是在 docker的宿主机（小车）上处理的
常见的外设有：串口设备、激光雷达，RGBD摄像头，语音控制模块，手柄遥控器等
默认小车已经绑定了Astra相机、激光雷达和串口设备，需要绑定其它设备的请参考端口绑定教程操作
关于端口绑定的步骤，请参见【六、 Linux操作系统 ------ 06.绑定设备ID】教程章节

宿主机内已经配置了端口绑定，需要修改的可以查看里面内容修改：

5.4、查看外设连接情况

此步骤在宿主机上操作：

1、这里是查看除摄像头之外的外设，这里没有连接语音控制模块，连接了的会显示【myspeech】设备


xxxxxxxxxx
ll /dev | grep ttyUSB*

2、查看AstraPro Plus相机的端口如下：


xxxxxxxxxx
jetson@ubuntu:~$ ll /dev/astra*
lrwxrwxrwx 1 root root 15 May  5 17:42 /dev/astradepth -> bus/usb/001/007
lrwxrwxrwx 1 root root 15 May  5 17:42 /dev/astrauvc -> bus/usb/001/009

5.5、编辑脚本

由于AstraPro Plus相机插拔之后，很多时候端口号会改变，需要重新编辑脚本配置一下AstraPro Plus相机的端口。

编辑运行docker的脚本，此步骤在宿主机上操作：

1、运行docker的脚本【run_docker.sh】一般会放在小车主目录的根目录下，我这里是在下面路径。如何没有，可以自行创建该文件，记得创建后给脚本赋予可执行权限。


xxxxxxxxxx
chmod +x run_docker.sh  #给脚本赋予可执行权限

【run_docker.sh】脚本的内容如下：

不带注释的可以直接复制并按需修改

注意：以下添加主机设备给容器时，如果宿主机没有连接该设备，需要去掉相应的添加操作，才能开启容器

树莓派PI5 ROS1


xxxxxxxxxx
#!/bin/bash
xhost +
docker run -it  \
--net=host \
--env="DISPLAY" \
--env="QT_X11_NO_MITSHM=1" \
-v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix \
-v /home/pi/temp:/root/temp \
-v /dev/bus/usb/003/006:/dev/bus/usb/003/006 \
-v /dev/bus/usb/003/008:/dev/bus/usb/003/008 \
--device=/dev/myserial \
--device=/dev/rplidar \
--device=/dev/astradepth \
--device=/dev/astrauvc \
--device=/dev/input \
--device=/dev/video0 \
--device=/dev/video1 \
-p 9090:9090 \
-p 8888:8888 \
yahboomtechnology/ros-melodic:1.4.1 /bin/bash

带注释的脚本说明：

注意：以下添加主机设备给容器时，如果宿主机没有连接该设备，需要去掉相应的添加操作，才能开启容器


x
#!/bin/bash
xhost +                                                 # xhost 是用来支持docker内显示GUI的

docker run -it \                                        # 交互式运行docker镜像
--net=host \                                            # 容器网络设置为host模式
--env="DISPLAY" \                                       # 开启显示GUI界面
--env="QT_X11_NO_MITSHM=1" \                            # 采用X11的端口1进行显示
-v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix \                      # 映射显示服务节点目录
-v /home/pi/temp:/root/temp \                           # 作为宿主机和容器临时传输文件的目录，有需要传输文件，可以使用这个目录
-v /dev/bus/usb/001/010:/dev/bus/usb/001/010 \          # 添加主机设备给容器，这里是astrpro plus设备端口,如何小车没有连接摄像头，请去掉这行
-v /dev/bus/usb/001/011:/dev/bus/usb/001/011 \          # 添加主机设备给容器，这里是astrpro plus设备端口,如何小车没有连接摄像头，请去掉这行
--device=/dev/astradepth \                              # 添加主机设备给容器，这里是astrpro plus设备端口,如何小车没有连接摄像头，请去掉这行
--device=/dev/astrauvc \                                # 添加主机设备给容器，这里是astrpro plus设备端口,如何小车没有连接摄像头，请去掉这行
--device=/dev/video0 \                                  # 添加主机设备给容器，这里是astrpro plus设备端口,如何小车没有连接摄像头，请去掉这行
--device=/dev/video1 \                                  # 添加主机设备给容器，这里是astrpro plus设备端口,如何小车没有连接摄像头，请去掉这行
--device=/dev/myserial \                                # 添加主机设备给容器，这里是串口设备端口,如何小车没有连接串口，请去掉这行
--device=/dev/rplidar \                                 # 添加主机设备给容器，这里是雷达设备端口,如何小车没有连接雷达，请去掉这行
--device=/dev/myspeech \                                # 添加主机设备给容器，这里是语音控制设备端口,如何小车没有连接语音控制设备，请去掉这行
--device=/dev/input \                                   # 添加主机设备给容器，这里是手柄设备端口,如何小车没有连接手柄，请去掉这行
-p 9090:9090 \                                          # 开放的端口
-p 8888:8888 \
yahboomtechnology/ros-melodic:1.4.1 /bin/bash           # 要启动的镜像名称，根据5.2步骤中查询到的修改；在容器内执行/bin/bash命令

#注意：以上添加主机设备给容器时，如果宿主机没有连接该设备，需要去掉相应的添加操作，才能开启容器

2、修改上面脚本中的，这两行是AstraPro Plus相机的端口号，由于相机插拔之后，端口号会改变，需要重新配置一下相机的端口


xxxxxxxxxx
-v /dev/bus/usb/001/010:/dev/bus/usb/001/010 \      # 给容器挂载存储卷，挂载到容器的某个目录，这里挂载的是摄像头的rgb和depth端口
-v /dev/bus/usb/001/011:/dev/bus/usb/001/011 \

为步骤5.4 2中查询到的摄像头端口，这个端口在摄像头插拔后可能会改变，所以每个人的是不同的，需要自己配。


xxxxxxxxxx
-v /dev/bus/usb/001/007:/dev/bus/usb/001/007 \      # 给容器挂载存储卷，挂载到容器的某个目录，这里挂载的是摄像头的rgb和depth端口
-v /dev/bus/usb/001/009:/dev/bus/usb/001/009 \

5.6、执行脚本

5.5步骤执行完后，在 docker的宿主机上【即小车，可在VNC上面或者在小车屏幕上】打开终端

注意：这里必须是在小车的VNC上面或者在小车屏幕上执行，不可在通过ssh远程进入的小车终端（如通过MobaXterm进入的小车终端）中执行，否则可能容器中无法显示GUI图像，如下在MobaXterm中进入小车终端执行run_docker.sh进入容器后，无法显示rviz

在小车的VNC界面或者在小车屏幕上执行：


xxxxxxxxxx
./run_docker.sh

即可正确进入容器，并能显示GUI画面，可以再次执行rviz命令测试。

如果执行rviz命令后无法显示GUI，显示如下错误：（一般在树莓派主控中有可能出现）

需要再启动脚本中再加一个参数：


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--security-opt apparmor:unconfined

树莓派PI5 ROS1


xxxxxxxxxx
#!/bin/bash
xhost +
docker run -it  \
--net=host \
--env="DISPLAY" \
--env="QT_X11_NO_MITSHM=1" \
-v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix \
--security-opt apparmor:unconfined \                        # 添加了这句参数
-v /home/pi/temp:/root/temp \
-v /dev/bus/usb/003/006:/dev/bus/usb/003/006 \
-v /dev/bus/usb/003/008:/dev/bus/usb/003/008 \
--device=/dev/myserial \
--device=/dev/rplidar \
--device=/dev/astradepth \
--device=/dev/astrauvc \
--device=/dev/input \
--device=/dev/video0 \
--device=/dev/video1 \
-p 9090:9090 \
-p 8888:8888 \
yahboomtechnology/ros-melodic:1.4.1 /bin/bash

然后再次运行脚本即可进入容器，并能显示GUI画面。

5.7、切换车型、雷达和相机

说明：由于ROSMASTER系列机器人分为多款机器人以及多款设备，出厂系统已配置多款设备的例程，但由于无法自动识别产品，所以需要手动设置机器类型和雷达型号。

进入容器后：根据小车的车型，雷达类型和camera的类型做如下修改：


xxxxxxxxxx
root@ubuntu:/# cd
root@ubuntu:~# vim .bashrc

修改完成后，保存退出vim，然后执行：


xxxxxxxxxx
root@ubuntu:~# source .bashrc
--------------------------------------------------------
ROS_DOMAIN_ID: 12
my_robot_type: x3 | my_lidar: a1 | my_camera: astraplus
--------------------------------------------------------
root@ubuntu:~#

可以看到当前修改后的小车的车型，雷达类型和camera的类型

机器人项目文件存放在如下目录：


xxxxxxxxxx
/root/yahboomcar_ws

5.8、多终端进入同一个docker容器

1、在上面的步骤中已经开启了一个docker容器，可以在宿主机（小车）上打开另一个终端查看：


xxxxxxxxxx
docker ps -a

2、现在在这个新打开的终端中进入该docker容器：


xxxxxxxxxx
docker exec -it 5b698ea10535 /bin/bash

成功进入容器，还可以再打开无数个终端进入该容器。

机器人项目文件存放在如下目录：


xxxxxxxxxx
/root/yahboomcar_ws

3、注意：

（1）执行2步骤中的命令时要确保容器处于开启【UP】状态

（2）如果容器处于【Exited】关闭状态，请参见下面1.6步骤操作

5.9、如何开启已经处于【Exited】关闭状态的容器

这里分两种情况：还需要使用摄像头和不再需要使用摄像头

5.9.1、需要使用摄像头

首先需求根据上面【5.3、查看外设连接情况】步骤中的指引，查看AstraPro Plus相机的端口有没有改变。

1、如果Astra Pro相机的端口改变，那无法再次进入该容器。

（1）如果该容器中有一些修改需要保留，可以参考如下命令生成一个新的镜像，


xxxxxxxxxx
从容器中提交一个镜像：
docker commit 容器id 要创建的目标镜像名:[标签名]
例如：docker commit 66c40ede8c68 yahboomtechnology/ros-melodic:1.1  # 标签名根据自己的情况递增

然后再运行这个新的镜像进入容器：参见本章节【5.2 到 5.5】步骤执行

（2）如果没有修改需要保留，那直接参见本章节【5.2 到 5.5】步骤执行进入容器。

2、如果AstraPro Plus相机的端口没有改变，那直接参见【5.7.3、再次进入【Exited】关闭状态的容器】步骤执行。

5.9.2、不需要使用摄像头

直接参见【5.7.3、再次进入【Exited】关闭状态的容器】步骤执行。

5.9.3、再次进入【Exited】关闭状态的容器

在 docker的宿主机上【即小车，可在VNC上面或者在小车屏幕上】打开终端

注意：这里必须是在小车的VNC上面或者在小车屏幕上执行，不可在通过ssh远程进入的小车终端（如通过MobaXterm进入的小车终端）中执行，否则可能容器中无法显示GUI图像，当然如何您不需要显示GUI图像，那就可以。

1、首先查看容器的状态


xxxxxxxxxx
 docker ps -a

2、开启GUI访问权限


xxxxxxxxxx
xhost +

3、开启容器【这里容器的ID是可以简写的，只要能够唯一识别当前已经存在的容器即可】


xxxxxxxxxx
docker start 5b

4、再次进入该容器


xxxxxxxxxx
docker exec -it 5b /bin/bash

5、打开rviz查看是否已经能够开启GUI画面


x
rviz

6、具体执行如下：


x
jetson@ubuntu:~$ docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE                              COMMAND       CREATED      STATUS                     PORTS     NAMES
5b698ea10535   yahboomtechnology/ros-melodic:1.4.1   "/bin/bash"   3 days ago   Exited (0) 8 seconds ago             ecstatic_lewin
jetson@ubuntu:~$ xhost +
access control disabled, clients can connect from any host
jetson@ubuntu:~$ docker start 5b
5b
jetson@ubuntu:~$ docker exec -it 5b /bin/bash
--------------------------------------------------------
my_robot_type: x3 | my_lidar: a1 | my_camera: astrapro
--------------------------------------------------------
root@ubuntu:/# rviz
QStandardPaths: XDG_RUNTIME_DIR not set, defaulting to '/tmp/runtime-root'
[INFO] [1682298616.634096279] [rviz]: Stereo is NOT SUPPORTED
[INFO] [1682298616.634576375] [rviz]: OpenGl version: 3.1 (GLSL 1.4)
[INFO] [1682298617.959654036] [rviz]: Stereo is NOT SUPPORTED