机器人仿真平台 Gazebo 安装记录

又见苍岚

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机器人仿真平台 Gazebo 安装记录

Yiwei Zhang · 2025-12-11 · via 又见苍岚

Gazebo 是一个功能强大的开源三维机器人仿真器，本文记录安装测试过程。

简介

Gazebo 是一个功能强大的开源三维机器人仿真器。它允许您在逼真、物理属性准确的虚拟世界中开发、测试和验证机器人算法，而无需依赖实体机器人。它与ROS有着深度的集成，是机器人研究和开发领域的标准工具之一。

版本信息

针对 Ubuntu 操作系统, 整理自 https://gazebosim.org/docs/latest/getstarted/ 和 https://gazebosim.org/docs/harmonic/ros_installation/

Gazebo 版本	ROS 版本	Ubuntu 版本	Gazebo 支持时间
Gazebo Jetty (LTS)	ROS 2 Rolling	Ubuntu 24.04 Noble	2025.9 - 2030.9
Gazebo Harmonic (LTS)	ROS 2 Jazzy (LTS)	Ubuntu 24.04 Noble	2023.9 - 2028.9
Gazebo Fortress (LTS)	ROS 2 Humble (LTS)	Ubuntu 22.04 Jammy	2021.9 - 2026.9

安装

我尝试在 Ubuntu 22 下 Docker 安装 Gazebo Harmonic LTS，对应 ROS 2 Jazzy 和 Ubuntu 24.04 Nobel

官方镜像拉取

可选方案为 jazzy-simulation 或者 jazzy-desktop-full-noble 再安装 gazebo，这里选择拉取 jazzy-desktop-full-noble

# 如果拉取 jazzy-simulation
docker pull osrf/ros:jazzy-simulation# 如果拉取 jazzy-desktop-full-noble
docker pull osrf/ros:jazzy-desktop-full 
# 或
docker pull osrf/ros:jazzy-desktop-full-noble

镜像大小（ 2025.12.11）

REPOSITORY                                                                          TAG                        IMAGE ID       CREATED         SIZE
osrf/ros                                                                            jazzy-desktop-full         28eebd242e2b   3 weeks ago     4.57GB
osrf/ros                                                                            jazzy-desktop-full-noble   28eebd242e2b   3 weeks ago     4.57GB
osrf/ros                                                                            jazzy-simulation           538ba2204611   3 weeks ago     2.4GB

宿主机图形界面配置

在宿主机终端执行以下命令，允许容器连接图形界面：

# 进入项目目录
cd ~/ros2_gazebo_docker# 1. 允许所有本地客户端连接（简易方式，适合开发环境）
xhost +local:
# 2. 创建一个X11认证文件，使容器内用户有权访问宿主机X服务
touch /tmp/.docker.xauth
xauth nlist $DISPLAY | sed -e 's/^..../ffff/' | xauth -f /tmp/.docker.xauth nmerge

镜像 / 容器构建

创建文件结构：

ros2_gazebo_docker/
├── Dockerfile          # 构建自定义镜像
├── docker-compose.yml  # 定义和运行容器服务
└── src/                # 用于挂载你的ROS工作空间代码

Dockerfile

# 使用你选择的基础镜像
FROM osrf/ros:jazzy-desktop-full-noble# 避免安装过程中的交互式提示
ENV DEBIAN_FRONTEND=noninteractive
# 更新软件包列表并安装 Gazebo Harmonic 及ROS桥接
# ros-jazzy-ros-gz 包会自动拉取 gz-harmonic 和所有必要的依赖
RUN apt-get update && \
    apt-get install -y --no-install-recommends \
    ros-jazzy-ros-gz \
    # 在此处添加你需要的其他包：
    ros-jazzy-ros2-control \
    ros-jazzy-ros2-controllers \
    ros-jazzy-gz-ros2-control \
    # 可额外安装一些常用的工具
    git \
    vim \
    wget \
    && rm -rf /var/lib/apt/lists/*
# 自动 source ROS 环境
RUN echo "source /opt/ros/jazzy/setup.bash" >> /home/ubuntu/.bashrc

docker-compose.yml

services:
  ros2_gz_sim:
    build: .  # 在当前目录查找 Dockerfile 进行构建
    image: my_ros2_gz_sim:1.0.0
    container_name: ros2_gz_sim_compose  # 容器名称
    # 关键配置：使用主机网络模式，这对ROS节点通信至关重要
    network_mode: host
    # 环境变量：用于图形显示和用户权限
    environment:
      - DISPLAY=${DISPLAY}
      - XAUTHORITY=/tmp/.docker.xauth  # 用于X11认证
      - XDG_RUNTIME_DIR=/tmp/runtime-$USER
      - NVIDIA_VISIBLE_DEVICES=all  # 如需使用GPU加速，请保留此行
      - NVIDIA_DRIVER_CAPABILITIES=all
    # 卷挂载：共享X11套接字、认证文件和代码目录
    volumes:
      - /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix:rw
      - /tmp/.docker.xauth:/tmp/.docker.xauth:rw
      - ./src:/home/${USER:-YOUR_HOST_USERNAME}/workspace/src:rw  # 挂载代码
    # 让容器以当前宿主机用户的身份运行，解决文件权限问题
    user: "${UID:-1000}:${GID:-1000}"
    stdin_open: true  # 等同于 docker run -i
    tty: true         # 等同于 docker run -t
    # 容器启动后运行的命令：一个交互式bash shell
    command: bash -c "source /opt/ros/jazzy/setup.bash && exec bash"

构建镜像，执行：

1	`docker-compose build`

成功后得到镜像：

1
2
3

REPOSITORY                                                                          TAG                        IMAGE ID       CREATED         SIZE
ros2_gazebo_docker-ros2_gz_sim                                                      latest                     b2b505ea54fd   6 seconds ago   4.66GB

构建容器：

1	`docker-compose up -d`

成功后容器运行：

1 2	`CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES 655824e0d3d3 ros2_gazebo_docker-ros2_gz_sim "/ros_entrypoint.sh …" 9 minutes ago Up 9 minutes ros2_gz_sim_compose`

基础测试

进入容器

1	`docker exec -it ros2_gz_sim_compose bash`

激活 ros 环境

1	`bash -c "source /opt/ros/jazzy/setup.bash && exec bash"`

测试 `Gazebo Harmonic` 是否安装成功

1	`gz sim --version`

成功输出：

1
2
3

Gazebo Sim, version 8.9.0
Copyright (C) 2018 Open Source Robotics Foundation.
Released under the Apache 2.0 License.

启动 Gazebo 世界测试

gz sim

弹出图形界面：

Empty:

NAO

测试 ROS 2 环境

1	`ros2 doctor`

正常输出：

$ ros2 doctor/opt/ros/jazzy/lib/python3.12/site-packages/ros2doctor/api/__init__.py: 122: UserWarning: Fail to call PackageCheck class functions.
/opt/ros/jazzy/lib/python3.12/site-packages/ros2doctor/api/__init__.py: 122: UserWarning: Fail to call PlatformCheck class functions.
All 3 checks passed

出现 All 3 checks passed 说明 ROS 2 Jazzy 环境在核心层面是健康的。

RViz2 实例启动测试

rviz2

测试 ROS 2 核心通信

1
2
3

# 开启两个 ros 终端 分别运行
ros2 run demo_nodes_cpp talker
ros2 run demo_nodes_cpp listener

正常情况下 listener 可以接受到消息

测试 Gazebo 启动与 ROS 桥接

在第一个终端运行：

1	`gz sim -r visualize_lidar.sdf`

此时可以在第二个终端查看 gz 内部发布的话题

1	`gz topic -l`

正常输出：

$ gz topic -l
/clock
/gazebo/resource_paths
/gui/camera/pose
/gui/currently_tracked
/gui/track
/lidar
/lidar/points
/lidar2
/lidar2/points
/model/vehicle_blue/odometry
/model/vehicle_blue/tf
/sensors/marker
/stats
/world/visualize_lidar_world/clock
/world/visualize_lidar_world/dynamic_pose/info
/world/visualize_lidar_world/pose/info
/world/visualize_lidar_world/scene/deletion
/world/visualize_lidar_world/scene/info
/world/visualize_lidar_world/state
/world/visualize_lidar_world/stats
/model/vehicle_blue/cmd_vel
/model/vehicle_blue/enable

启动桥接，这里我们以 /clock 话题为例

1	`ros2 run ros_gz_bridge parameter_bridge /clock@rosgraph_msgs/msg/Clock[gz.msgs.Clock`

命令中使用了 @ 符号来分隔话题名和ROS类型，然后使用 [ 符号来指定方向（从Gazebo到ROS）并跟上Gazebo的内部类型 gz.msgs.Clock。

正常输出

1
2

$ ros2 run ros_gz_bridge parameter_bridge /clock@rosgraph_msgs/msg/Clock[gz.msgs.Clock
[INFO] [1765442253.247335555] [ros_gz_bridge]: Creating GZ->ROS Bridge: [/clock (gz.msgs.Clock) -> /clock (rosgraph_msgs/msg/Clock)] (Lazy 0)

开启第三个终端查看 ros topic

1	`ros2 topic list`

正常输出：

$ ros2 topic list
/clock
/parameter_events
/rosout

查看数据流：

1	`ros2 topic echo /clock`

正常输出：

---
clock:
  sec: 900
  nanosec: 757000000
---
clock:
  sec: 900
  nanosec: 758000000
---
clock:
  sec: 900
  nanosec: 759000000
---
clock:
  sec: 900
  nanosec: 760000000
---
clock:
  sec: 900
  nanosec: 761000000
---

转移 Gazebo 的雷达话题到 ROS

在第一个终端运行：

1	`gz sim -r visualize_lidar.sdf`

桥接话题：

1
2
3

ros2 run ros_gz_bridge parameter_bridge \
/lidar/points@sensor_msgs/msg/PointCloud2[gz.msgs.PointCloudPacked \
/model/vehicle_blue/odometry@nav_msgs/msg/Odometry[gz.msgs.Odometry

查看 ROS 话题

$ ros2 topic list
/lidar/points
/model/vehicle_blue/odometry
/parameter_events
/rosout

新增 /lidar/points 和 /model/vehicle_blue/odometry 表明符合预期

查看雷达数据：

$ ros2 topic echo /lidar/points --once | head -20
header:
  stamp:
    sec: 1565
    nanosec: 300000000
  frame_id: model_with_lidar/link/gpu_lidar
height: 16
width: 640
fields:
- name: x
  offset: 0
  datatype: 7
  count: 1
- name: y
  offset: 4
  datatype: 7
  count: 1
- name: z
  offset: 8
  datatype: 7
  count: 1

rviz2 可视化点云

启动 rviz2

rviz2

在 RViz2 中：

点击左下角 Add。
选择 By topic，找到并选择 /lidar/points 下的 PointCloud2。
将 Global Options 中的 Fixed Frame 修改为点云消息头中的 frame_id（即 model_with_lidar/link/gpu_lidar）。

总结

我们从零开始，在Ubuntu 22.04宿主机上，成功创建了一个包含 ROS 2 Jazzy 和 Gazebo Harmonic 的Docker容器，解决了图形显示、网络通信等一系列问题，最终成功打通了仿真与ROS之间的数据桥接。

参考资料

文章链接：
https://www.zywvvd.com/notes/study/robotic/simulation/gazebo/gazebo-install/

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简介

版本信息

安装

官方镜像拉取

宿主机图形界面配置

镜像 / 容器构建

基础测试

测试 Gazebo Harmonic 是否安装成功

启动 Gazebo 世界测试

测试 ROS 2 环境

RViz2 实例启动测试

测试 ROS 2 核心通信

测试 Gazebo 启动与 ROS 桥接

转移 Gazebo 的雷达话题到 ROS

rviz2 可视化点云

总结

参考资料

测试 `Gazebo Harmonic` 是否安装成功