ورک اسٹیشن سیٹ اپ

ابتدائی45 منٹBefore this:ایک کمپیوٹر جس پر آپ سافٹ ویئر انسٹال کر سکیں · تحریری ہدایات پر عمل کرنے کی صلاحیت

روبوٹکس کے کسی مبتدی کا وقت نامکمل انسٹال شدہ ٹول چین جتنا ضائع کرتا ہے، اتنا کوئی اور چیز نہیں کرتی۔ روبوٹکس فورمز پر آدھے سوالات روبوٹس کے بارے میں بالکل نہیں ہوتے: وہ غائب source لائن یا غلط Ubuntu ورژن کے بارے میں ہوتے ہیں۔ اس سبق میں آپ ایک صاف ستھرا ورک اسٹیشن ایک ہی بار تیار کریں گے، اور اگلی تہہ شامل کرنے سے پہلے پچھلی ہر تہہ کی تصدیق کریں گے۔

You will be able to

• نیٹِو (native) Ubuntu 24.04، ڈوئل بوٹ اور WSL2 میں سے کسی ایک کا انتخاب کریں اور اسے سیٹ اپ کریں۔
• آفیشل apt ریپوزیٹری سے ROS 2 Jazzy Jalisco انسٹال کریں اور اسے ہر شیل میں سورس (source) کریں۔
• Gazebo Harmonic انسٹال کریں اور تصدیق کریں کہ یہ شروع ہو رہا ہے۔
• ایک ایسا Python ورچوئل انوائرنمنٹ بنائیں جو ROS 2 کے پیکیجز کو دیکھ سکے۔
• ایک ROS 2 talker اور listener کے ذریعے پورے اسٹیک کی تصدیق کریں۔

کمانڈز تبدیل ہو سکتی ہیں

کسی بھی روبوٹکس کورس کا سب سے نازک حصہ انسٹالیشن کے مراحل ہوتے ہیں۔ ذیل میں دی گئی کمانڈز تحریر کے وقت کے مطابق آفیشل ROS 2 Jazzy ہدایات کے عین مطابق ہیں۔ اگر کوئی مرحلہ ناکام ہو جائے، تو docs.ros.org پر موجود موجودہ صفحہ کھولیں اور اس پر عمل کریں۔ اگر ڈاکس اور اس صفحے میں تضاد ہو، تو ترجیح ڈاکس کو حاصل ہوگی۔

فیصلہ کریں کہ Ubuntu 24.04 کیسے چلانا ہے

ROS 2 Jazzy کو Ubuntu 24.04 LTS (کوڈ نام Noble ہے) کے لیے بنایا گیا ہے۔ دوسرے آپریٹنگ سسٹمز مختلف حد تک کام کرتے ہیں، لیکن یہ کورس صرف اسی ایک کو سپورٹ کرتا ہے، لہٰذا اسی کا استعمال کریں۔ آپ کے پاس تین اختیارات ہیں۔

نیٹِو Ubuntu

بہترین کارکردگی اور سب سے آسان نیٹ ورکنگ۔ کسی فالتو مشین یا مخصوص ڈرائیو پر Ubuntu 24.04 Desktop انسٹال کریں۔ اگر آپ کے پاس فالتو لیپ ٹاپ ہے یا آپ انتہائی ہموار سمولیشن چاہتے ہیں تو اسے منتخب کریں۔

ڈوئل بوٹ

Windows کو برقرار رکھیں اور Ubuntu کو اس کے اپنے پارٹیشن پر شامل کریں۔ پہلے اپنے ڈیٹا کا بیک اپ لیں، Disk Management سے Windows پارٹیشن کا سائز کم کریں، پھر USB اسٹک سے Ubuntu انسٹال کریں اور "Install alongside" کا انتخاب کریں۔ آپ کو ریبوٹ کر کے سسٹم تبدیل کرنے کی قیمت پر، مکمل رفتار اور مکمل GPU تک رسائی ملتی ہے۔

Windows پر WSL2

شروع کرنے کا سب سے آسان طریقہ۔ ایڈمنسٹریٹر کے طور پر PowerShell کھولیں اور wsl --install -d Ubuntu-24.04 چلائیں، پھر ریستارٹ کریں اور اپنا Linux صارف بنائیں۔ Windows 11 میں WSLg شامل ہے، اس لیے Gazebo اور RViz جیسی گرافیکل ایپس عام ونڈوز کی طرح کھلتی ہیں۔ نیٹِو کے مقابلے میں سمولیشن کی رفتار قدرے سست ہونے کی توقع رکھیں، اور اپنی پروجیکٹ فائلز کو Linux فائل سسٹم (یعنی ~ کے تحت) میں رکھیں نہ کہ /mnt/c کے نیچے، جو کہ بہت سست ہے۔

آپ جو بھی منتخب کریں، اختتام پر آپ کے پاس Ubuntu 24.04 کا ایک ٹرمینل ہونا چاہیے۔ اسے چیک کریں:

terminal

lsb_release -a

آپ کو آؤٹ پٹ میں Ubuntu 24.04 نظر آنا چاہیے۔ اگر آپ کو کوئی اور ورژن نظر آئے، تو آگے بڑھنے سے پہلے درست ورژن انسٹال کریں۔

تہوں میں تعمیر کریں اور ہر تہہ کا ٹیسٹ کریں

ایک ورک اسٹیشن دراصل ایک اسٹیک ہے: پہلے آپریٹنگ سسٹم، پھر ROS 2، پھر Gazebo، اور اس کے بعد آپ کا Python انوائرنمنٹ۔ ہر تہہ کے بعد آپ ایک چھوٹی سی کمانڈ چلاتے ہیں جو یہ ثابت کرتی ہے کہ وہ تہہ کام کر رہی ہے۔ بعد میں جب کوئی خرابی پیدا ہوگی تو آپ کو علم ہوگا کہ کس تہہ کو درست کرنا ہے۔

پہلی تہہ: بنیادی سسٹم

پیکیج لسٹ کو اپ ڈیٹ کریں اور چند ایسے ٹولز انسٹال کریں جنہیں آپ ہر جگہ استعمال کریں گے۔

terminal

sudo apt update
sudo apt upgrade -y
sudo apt install -y git curl wget build-essential python3-venv python3-pip

دوسری تہہ: ROS 2 Jazzy

ROS 2ROS 2 (Robot Operating System 2) لائبریریوں اور ٹولز کا ایک مجموعہ ہے جو روبوٹ پروگرام کے مختلف حصوں کو ایک دوسرے سے بات چیت کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ وہ مڈل ویئر (middleware) ہے جس پر زیادہ تر روبوٹس چلتے ہیں۔ ہر ریلیز کا ایک نام ہوتا ہے؛ Jazzy Jalisco دراصل Ubuntu 24.04 کے لیے لانگ ٹرم سپورٹ (LTS) ریلیز ہے اور اس کی سپورٹ 2029 تک جاری رہے گی۔ آپ اسے apt کا استعمال کرتے ہوئے ایک پیکیج ریپوزیٹری سے انسٹال کرتے ہیں۔

لوکیل (Locale) سیٹ کریں

ROS 2 کو UTF-8 لوکیل کی ضرورت ہوتی ہے۔ ان کمانڈز کو چلائیں اور چیک کریں کہ آخری آؤٹ پٹ UTF-8 دکھا رہا ہو۔

terminal

locale   # check for 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

locale   # verify settings

Universe ریپوزیٹری کو اینیبل کریں

کچھ ROS ڈیپینڈینسیز Ubuntu کی universe ریپوزیٹری میں پائی جاتی ہیں۔

terminal

sudo apt install software-properties-common
sudo add-apt-repository universe

ROS 2 ریپوزیٹری شامل کریں

ROS پروجیکٹ اب ایک چھوٹا پیکیج، ros2-apt-source شائع کرتا ہے، جو آپ کے لیے ریپوزیٹری اور اس کی سائننگ کی (signing key) خود انسٹال کر دیتا ہے۔ دستاویزی طریقہ یہ ہے کہ اس کی تازہ ترین ریلیز حاصل کر کے انسٹال کی جائے:

terminal

sudo apt update && sudo apt install curl -y
export ROS_APT_SOURCE_VERSION=$(curl -s https://api.github.com/repos/ros-infrastructure/ros-apt-source/releases/latest | grep -F "tag_name" | awk -F\" '{print $4}')
curl -L -o /tmp/ros2-apt-source.deb "https://github.com/ros-infrastructure/ros-apt-source/releases/download/${ROS_APT_SOURCE_VERSION}/ros2-apt-source_${ROS_APT_SOURCE_VERSION}.$(. /etc/os-release && echo ${UBUNTU_CODENAME:-${VERSION_CODENAME}})_all.deb"
sudo dpkg -i /tmp/ros2-apt-source.deb

Note

پرانی گائیڈز آپ کو curl کے ساتھ ایک کلید ڈاؤن لوڈ کرنے اور ہاتھ سے ros2.list فائل لکھنے کو کہتی ہیں۔ ros2-apt-source طریقہ اب اس کی جگہ لیتا ہے۔ اگر پروجیکٹ کی جانب سے طریقہ کار دوبارہ تبدیل ہونے کی وجہ سے اوپر دی گئی کمانڈز ناکام ہو جائیں، تو docs.ros.org پر موجود تازہ ترین ہدایات پر عمل کریں۔

ROS 2 انسٹال کریں

terminal

sudo apt update
sudo apt upgrade -y
sudo apt install -y ros-jazzy-desktop
sudo apt install -y ros-dev-tools

ros-jazzy-desktop میں کور لائبریریاں، RViz (ایک 3D ویوور)، ڈیموز اور ٹیوٹوریلز شامل ہیں۔ ros-dev-tools بلڈ ٹول colcon شامل کرتا ہے، جسے آپ ماڈیول 03 سے استعمال کریں گے۔

اسے ہر بار سورس (Source) کریں

ROS 2 کا فولڈر /opt/ros/jazzy میں انسٹال ہوتا ہے۔ آپ کا شیل اس وقت تک اس سے لاعلم رہتا ہے جب تک آپ اس کے سیٹ اپ اسکرپٹ کو سورس نہ کریں، جو PATH اور AMENT_PREFIX_PATH جیسے ماحول کے متغیرات (environment variables) سیٹ کرتا ہے۔

terminal

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

دوسری لائن سورس کمانڈ کو ~/.bashrc میں شامل کر دیتی ہے، اس طرح ہر نئے ٹرمینل کو یہ خود بخود حاصل ہو جاتی ہے۔ ایک نیا ٹرمینل کھولیں اور ٹیسٹ کریں:

terminal

ros2 --help
printenv | grep ROS

آپ کو ros2 کمانڈ کی مدد (help) اور ایک لائن جیسے ROS_DISTRO=jazzy نظر آنی چاہیے۔

تیسری تہہ: Gazebo Harmonic

GazeboGazebo ایک روبوٹ سمیلیٹر ہے: ایک فزکس انجن بمعہ سینسرز، ایک 3D دنیا اور ایک GUI۔ وہ سمیلیٹر ہے جسے آپ ماڈیول 04 میں استعمال کریں گے۔ Gazebo Harmonic وہ ریلیز ہے جو ROS 2 Jazzy کے ساتھ جوڑی گئی ہے، اور ros_gz پیکیجز ان دونوں کو آپس میں جوڑتے ہیں۔ ROS انٹیگریشن کو انسٹال کرنے سے Harmonic خود بخود ساتھ انسٹال ہو جاتا ہے:

terminal

sudo apt install -y ros-jazzy-ros-gz

اگر آپ Gazebo کو الگ سے چاہتے ہیں، یا apt کمانڈ پیکیج تلاش کرنے سے قاصر ہے، تو gazebosim.org پر موجود Harmonic انسٹالیشن کا صفحہ دیکھیں۔ پھر چیک کریں کہ یہ شروع ہو رہا ہے یا نہیں:

terminal

gz sim --version
gz sim shapes.sdf

پہلی کمانڈ 8 سے شروع ہونے والا ایک ورژن پرنٹ کرتی ہے۔ دوسری کمانڈ کچھ سادہ شکلوں والی ونڈو کھولتی ہے؛ انہیں نیچے گرتے دیکھنے کے لیے نیچے بائیں جانب پلے کا بٹن دبائیں۔ جائزہ لینے کے بعد ونڈو کو بند کر دیں۔

اگر WSL2 پر Gazebo بلیک سکرین دکھائے یا کریش ہو جائے

گرافکس ڈرائیورز عام طور پر اس کی وجہ ہوتے ہیں۔ اپنے Windows GPU ڈرائیور کو اپ ڈیٹ کریں، PowerShell سے wsl --update چلائیں، اور پھر wsl --shutdown کے ساتھ WSL کو دوبارہ شروع کریں۔ اگر یہ اب بھی ناکام رہتا ہے، تو غلطی کے مکمل متن کے ساتھ Rivet سے پوچھیں، یا gz sim سے پہلے export LIBGL_ALWAYS_SOFTWARE=1 چلا کر سافٹ ویئر رینڈرنگ آزما سکتے ہیں۔

چوتھی تہہ: Python انوائرنمنٹ

Ubuntu 24.04 سسٹم کے Python کی حفاظت کرتا ہے، اس لیے pip کے ساتھ عالمی سطح پر (globally) پیکیجز انسٹال کرنے پر "externally managed environment" کی خرابی پیش آتی ہے۔ اس کا حل ایک ورچوئل انوائرنمنٹ (virtual environment) ہے، جو کہ ایک پروجیکٹ کے لیے پیکیجز کا ایک پرائیویٹ فولڈر ہوتا ہے۔ اسے --system-site-packages کے ساتھ بنائیں تاکہ یہ rclpy جیسی ROS 2 Python لائبریریوں کو بھی امپورٹ کر سکے۔

terminal

mkdir -p ~/venvs
python3 -m venv --system-site-packages ~/venvs/kinemata
source ~/venvs/kinemata/bin/activate
python --version
pip install --upgrade pip
pip install numpy matplotlib scipy

ورژن Python 3.12 ہونا چاہیے۔ آپ کا پرامپٹ اب (kinemata) سے شروع ہوتا ہے۔ کورس کا Python کوڈ چلانے سے پہلے نئے ٹرمینل میں اسے ایکٹیویٹ کرنا یاد رکھیں۔ اسے خودکار بنانے کے لیے، ~/.bashrc کے آخر میں source ~/venvs/kinemata/bin/activate شامل کر دیں۔

پانچویں تہہ: VS Code

Ubuntu

code.visualstudio.com سے .deb فائل ڈاؤن لوڈ کریں، پھر اسے sudo apt install ./code_*.deb سے انسٹال کریں، یا sudo snap install code --classic کے ذریعے Snap انسٹال کریں۔

WSL2

Windows پر VS Code انسٹال کریں، پھر WSL ایکسٹینشن شامل کریں۔ اپنے Ubuntu ٹرمینل سے، پروجیکٹ فولڈر میں code . چلائیں اور VS Code، Ubuntu سے منسلک ہو کر کھل جائے گا۔

یہ ایکسٹینشنز شامل کریں: Python، Pylance، اور Microsoft کی ROS ایکسٹینشن۔ یہ آپ کو کوڈ کی تکمیل (completion)، لنٹنگ (linting) اور ROS سے آگاہ ٹولز فراہم کرتی ہیں۔

عملی لیب (Hands-on lab)

ثابت کریں کہ اسٹیک کام کر رہا ہے۔ آپ دو ٹرمینلز میں ایک ROS 2 talker چلائیں گے جو پیغامات شائع (publish) کرتا ہے اور ایک listener جو انہیں موصول (receive) کرتا ہے۔

1. ایک ٹرمینل کھولیں اور تصدیق کریں کہ ROS سورس ہو چکا ہے: printenv ROS_DISTRO کو jazzy پرنٹ کرنا چاہیے۔
2. ٹرمینل 1 میں، C++ talker شروع کریں: ros2 run demo_nodes_cpp talker۔ یہ ہر سیکنڈ میں ایک بار Publishing: 'Hello World: 1' جیسی لائنیں پرنٹ کرتا ہے۔
3. ٹرمینل 2 کھولیں اور Python listener شروع کریں: ros2 run demo_nodes_py listener۔ یہ I heard: [Hello World: 1] پرنٹ کرتا ہے اور جاری رہتا ہے۔
4. تیسرے ٹرمینل میں، ros2 topic list کے ساتھ ٹاپکس کی فہرست دیکھیں۔ آپ کو /chatter نظر آنا چاہیے۔
5. لائیو پیغامات دیکھنے کے لیے ros2 topic echo /chatter چلائیں، پھر ہر ٹرمینل میں Ctrl+C دبا کر روک دیں۔
6. ros2 doctor چلائیں۔ یہ آپ کی انسٹالیشن کی جانچ کرتا ہے اور اگر کچھ غلط ہو تو وارننگز پرنٹ کرتا ہے۔ چند بے ضرر وارننگز عام بات ہے۔
7. اپنی kinemata-workspace ریپوزیٹری میں، SETUP.md کی فائل بنائیں جس میں آپ کا OS ورژن، ros2 --version یا printenv ROS_DISTRO، اور gz sim --version کا آؤٹ پٹ شامل ہو۔ اسے کمٹ (commit) کریں۔

تصدیق کا معیار: listener کامیابی سے talker کے پیغامات پرنٹ کر رہا ہے۔ ایک C++ پروگرام اور ایک Python پروگرام نے ابھی ROS 2 کے ذریعے ایک دوسرے سے بات کی ہے، جو کہ اس فریم ورک کا اصل مقصد ہے۔

مشقیں

سورس کیوں کریں؟ابتدائی

ایک نیا ٹرمینل اپنی .bashrc لائن کے بغیر کھولیں (یا bash --noprofile --norc چلائیں) اور ros2 --help ٹائپ کریں۔ کیا ہوتا ہے، اور یہ آپ کو source کے مرحلے کے بارے میں کیا بتاتا ہے؟

Show solutionHide solution

شیل رپورٹ کرتا ہے ros2: command not found۔ ROS 2 انسٹال کرنے سے فائلیں /opt/ros/jazzy میں چلی جاتی ہیں، لیکن آپ کا شیل صرف ان ڈائریکٹریز کو جانتا ہے جو PATH میں درج ہیں۔ setup.bash کو سورس کرنا موجودہ شیل میں درست ڈائریکٹریز اور متغیرات شامل کرتا ہے۔ یہ کسی چیز کو مستقل طور پر تبدیل نہیں کرتا، یہی وجہ ہے کہ آپ اسے .bashrc میں شامل کرتے ہیں۔

ٹاپک کے اندر جھانکیںابتدائی

جب talker چل رہا ہو، تو ros2 topic info /chatter اور ros2 topic hz /chatter کا استعمال کریں۔ ٹاپک کس قسم کا میسج لے کر جا رہا ہے، اور یہ کتنی بار شائع ہوتا ہے؟

Show solutionHide solution

میسج کی قسم std_msgs/msg/String ہے، اور ros2 topic hz تقریباً 1 Hz کی رفتار رپورٹ کرتا ہے کیونکہ ڈیمو ہر سیکنڈ میں ایک بار شائع ہوتا ہے۔ جب listener چل رہا ہو تو ros2 topic info ایک پبلشر اور ایک سبسکرائبر بھی دکھاتا ہے۔

جان بوجھ کر خرابی پیدا کریںدرمیانہ

لسنر ٹرمینل میں export ROS_DOMAIN_ID=7 کے ساتھ ایک مختلف ڈومین آئی ڈی سیٹ کریں اور ٹاکر (جو کہ ڈومین 0 پر ہے) کے چلتے رہنے کے دوران لسنر کو دوبارہ شروع کریں۔ آپ کیا دیکھتے ہیں، اور کیوں؟

Show solutionHide solution

لسنر کو کچھ بھی موصول نہیں ہوتا۔ ROS 2 نوڈز صرف اس وقت ایک دوسرے کو تلاش کر سکتے ہیں جب وہ ایک ہی ڈومین آئی ڈی کا اشتراک کریں، جو کہ ایک ایسا نمبر ہے جو ایک ہی Wi-Fi پر موجود روبوٹس کے آزاد نیٹ ورکس کو الگ کرتا ہے۔ اس طرح ٹیمیں ایک دوسرے کی بات چیت سنے بغیر ایک ہی لیب کا اشتراک کرتی ہیں۔ دونوں ٹرمینلز میں ایک ہی ID سیٹ کریں، یا اسے ان سیٹ کریں، اور پیغامات دوبارہ موصول ہونے لگیں گے۔

اپنی سمجھ کی جانچ کریں

1یہ کورس ROS 2 Jazzy کے ساتھ Ubuntu کا کون سا ریلیز استعمال کرتا ہے؟

AUbuntu 20.04BUbuntu 22.04CUbuntu 24.04Dکوئی بھی Linux

2/opt/ros/jazzy/setup.bash کو سورس کرنا کیا کام کرتا ہے؟

AROS 2 انسٹال کرتا ہےBماحول کے متغیرات (environment variables) سیٹ کرتا ہے تاکہ شیل ROS 2 کمانڈز اور پیکیجز تلاش کر سکےCایک ROS نوڈ شروع کرتا ہےDapt کو اپ ڈیٹ کرتا ہے

3ورچوئل انوائرنمنٹ کو --system-site-packages کے ساتھ کیوں بنایا جاتا ہے؟

Apip کو تیز بنانے کے لیےBتاکہ انوائرنمنٹ ROS 2 Python لائبریریوں جیسے rclpy کو امپورٹ کر سکےCPython کی ضرورت سے بچنے کے لیےDGazebo انسٹال کرنے کے لیے

4ٹاکر چلنے کے باوجود لسنر کچھ بھی پرنٹ نہیں کر رہا۔ اس کی ممکنہ وجہ کیا ہے؟

AROS_DOMAIN_ID کی مختلف اقدارBبہت زیادہ RAMCPython 3.12DVS Code کا کھلا ہونا

0 of 4 answered

Takeaways

• Ubuntu 24.04 کا استعمال کریں، نیٹِو طور پر، ڈوئل بوٹ یا WSL2 کے ذریعے؛ یہ کورس کسی اور چیز کو سپورٹ نہیں کرتا۔
• لوکیل سیٹ کرنے، universe کو اینیبل کرنے اور ros2-apt-source کے ذریعے ROS ریپوزیٹری شامل کرنے کے بعد apt سے ROS 2 Jazzy انسٹال کریں۔
• ہر شیل میں /opt/ros/jazzy/setup.bash کو سورس کریں، بہتر طور پر .bashrc کے اندر سے۔
• Gazebo Harmonic پیکیج ros-jazzy-ros-gz کے ساتھ آتا ہے اور اس کی تصدیق gz sim سے کی جاتی ہے۔
• Python کے کام کے لیے --system-site-packages کے ساتھ ایک ورچوئل انوائرنمنٹ کا استعمال کریں۔
• ایک ساتھ چلنے والے talker اور listener اس بات کا ثبوت ہیں کہ آپ کا اسٹیک کام کر رہا ہے۔

مزید مطالعہ

• ROS 2 Jazzy installation guide (Ubuntu, debs): اوپر دیے گئے مراحل کا باضابطہ، موجودہ ورژن۔
• Gazebo Harmonic installation: آفیشل Gazebo انسٹالیشن کا صفحہ۔
• Configuring your ROS 2 environment: سورسنگ اور ڈومین آئی ڈیز پر آفیشل ٹیوٹوریل۔
• Install WSL: WSL2 کے لیے Microsoft کی گائیڈ۔

اگلا سبق: فزیکل AI کا نقشہ