4.8. 实例-基于容器环境进行开发¶

现在用一个实例将之前学到的 Docker 知识串联起来。该实例为 容器 中运行并开发 VINS Fusion：

1. 准备： 完成安装 Docker CE、NVIDIA GPU 支持、Docker镜像加速、安装Docker插件、连接容器

2. 下载ROS镜像：

docker pull osrf/ros:melodic-desktop-full   # 下载 ros melodic-desktop-full 镜像

3. 构建VINS镜像：新建文件夹 vins-docker，用 VsCode 打开。在当前工程目录下新建一个文件 Dockerfile，在 Dockerfile 中写入如下内容：

# 基础镜像为 ROS 镜像
FROM osrf/ros:melodic-desktop-full

# 修改 Ubuntu源 和 ROS源 为清华源
RUN sed -i "s|http://.*ubuntu.com|http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn|g" /etc/apt/sources.list && \
    sed -i "s|packages.ros.org|mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn|g" /etc/apt/sources.list.d/ros1-latest.list

# 安装 ceres
RUN apt-get update && apt-get install -y libgoogle-glog-dev \
                                        libatlas-base-dev \
                                        libsuitesparse-dev \
                                        python-catkin-tools \
                                        wget \
    && rm -rf /var/lib/apt/lists/* \
    && wget http://ceres-solver.org/ceres-solver-1.14.0.tar.gz && tar -xzvf ceres-solver-1.14.0.tar.gz \
    && cd ceres-solver-1.14.0 \
    && mkdir build \
    && cd build \
    && cmake .. -DCXX11=ON \
    && make -j6 install \
    && rm -rf /ceres-solver*

注意 Dockerfile 中有需要用到网络的指令，构建镜像时需要联网。之后在工程目录下执行构建镜像的命令：

# --network host  构建镜像时，使用宿主机网络
# -t vins:latest  指定镜像名为 vins:latest
docker build --network host -t vins:latest .

4. 启动容器：启动容器之前先下载 VINS-Fusion 代码和运行时会用到的一个数据集 rosbag 文件：

git clone https://github.com/HKUST-Aerial-Robotics/VINS-Fusion.git
wget http://robotics.ethz.ch/\~asl-datasets/ijrr_euroc_mav_dataset/machine_hall/MH_05_difficult/MH_05_difficult.bag

由于启动容器的命令比较长，因此在工程目录下新建一个 bash 脚本文件 run.sh，在脚本文件内填入运行命令：

#!/bin/bash

xhost +local:docker

docker run -it \
          --rm \
          --name vins \
          --privileged \
          --gpus all \
          -e DISPLAY=$DISPLAY \
          -e QT_X11_NO_MITSHM=1 \
          -e NVIDIA_DRIVER_CAPABILITIES=compute,video,utility,graphics \
          -v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix \
          -v VINS-Fusion文件夹代码路径:/root/catkin_ws/src/VINS-Fusion \
          -v 数据集rosbag文件路径:/root/test.bag \
          vins:latest

xhost -local:docker

注意：高亮的两行需要自己填写自己的 VINS Fusion 和 数据集rosbag文件 的 绝对路径，用于将本地的代码和数据集挂载到容器中使用。

解释一下上面的很多命令和参数的含义：

-i 和容器进行交互， -t 分配一个伪终端
--rm 停止容器的同时删除容器
--name vins 将容器命名为 vins
--privileged 允许容器访问主机当中的设备，例如 /dev 目录下的相机
-e DISPLAY=$DISPLAY、-e QT_X11_NO_MITSHM=1 和 -v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix 容器可以显示程序的图像化界面，参考 ROS Using GUI’s with Docker
--gpus all 在容器中可以访问所有的 GPU
-e NVIDIA_DRIVER_CAPABILITIES=compute,video,utility,graphics 使用 NVIDIA 的 GPU 功能

之后运行 bash run.sh 命令启动并进入容器。

5. 编译并运行VINS

# 下面命令在进入容器的终端中运行
cd /root/catkin_ws/                             # 进入 catkin_ws
catkin_make -DCMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS=ON  # 编译 VINS，-DCMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS=ON 用于生成 compile_commands.json 文件
source /root/catkin_ws/devel/setup.bash         # 在当前终端 激活 VINS 的 ROS环境
roslaunch vins vins_rviz.launch                 # 启动 VINS Rviz

# Ctrl + Shift + T 打开一个新终端
docker exec -it vins bash   # 进入已经启动的vins容器
source /root/catkin_ws/devel/setup.bash         # 在当前终端 激活 VINS 的 ROS环境
rosrun vins vins_node ~/catkin_ws/src/VINS-Fusion/config/euroc/euroc_stereo_imu_config.yaml   # 启动 VINS

# Ctrl + Shift + T 打开一个新终端
docker exec -it vins bash   # 进入已经启动的vins容器
source /root/catkin_ws/devel/setup.bash         # 在当前终端 激活 VINS 的 ROS环境
rosrun loop_fusion loop_fusion_node ~/catkin_ws/src/VINS-Fusion/config/euroc/euroc_stereo_imu_config.yaml   # 启动 回环

# Ctrl + Shift + T 打开一个新终端
docker exec -it vins bash   # 进入已经启动的vins容器
source /root/catkin_ws/devel/setup.bash         # 在当前终端 激活 VINS 的 ROS环境
rosbag play /root/test.bag

6. 利用容器环境开发VINS

6.1 VsCode 连接已经运行的容器

6.2 在容器中启用插件：在左侧工具栏中选择 扩展(Extensions) 后，选择在容器中启用 C/C++ 和 CMake：

启用插件后，点击 需要重新加载 来重新连接容器，使插件生效。

6.3 打开VINS代码文件并配置智能提示：

打开容器内 /root/catkin_ws/src/VINS-Fusion 目录：

之后启动 命令栏（Ctrl + Shift + p），选择命令 C/C++: Edit COnfigurations (JSON)，在隐藏目录 .vscode 下生成 C++ 配置文件 c_cpp_properties.json。在其中添加之前编译生成的 compile_commands.json 文件路径，获得智能提示功能：

{
  "configurations": [
      {
          "name": "Linux",
          "includePath": [
              "${workspaceFolder}/**"
          ],
          "defines": [],
          "compilerPath": "/usr/bin/gcc",
          "cStandard": "gnu11",
          "cppStandard": "gnu++14",
          "intelliSenseMode": "clang-x64",
          "compileCommands": "/root/catkin_ws/build/compile_commands.json"
      }
  ],
  "version": 4
}

7. 可以开始进行开发了