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机器人仿真（1）Ubuntu24.04下CLion的ROS2开发环境配置

news 2025/7/1 15:50:48

一、前言

近日CLion已开放非商用免费使用。相比教程中常用的VSCode，CLion在自动补全、调试和环境变量配置等方面表现更为出色。不过截至本文撰写时，CLion官网仅提供了Windows系统下的ROS2支持配置方案（ROS2 setup tutorial），需要通过--cmake-args -DCMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS=ON选项导出编译命令，再手动加载和添加编译目标，操作较为繁琐。为此，我尝试采用顶层CMakelists方案来解决这一问题，最终成功打造了流畅的CLion+ROS2开发环境。

二、配置要求

安装ROS2

ROS2的安装已经有许多博客详细介绍，博主最常使用的安装方式是鱼香ROS一键安装，具体参考：动手学ROS2-3.动手安装ROS2

安装CLion

CLion的安装参考Jetbrains官网即可：Download CLion，官网为Ubuntu提供了命令行安装sudo snap install clion --classic，但是博主之前snap安装的CLion有很多bug，可能是对Ubuntu 24.04支持不好，所以仍然建议下载.tar.gz然后配合alias命令使用。

我的CLion安装路径如下

 ~/Softwares ------------------------------------------------------- 16:15:58 
> pwd
/home/star/Softwares~/Softwares ------------------------------------------------------- 16:15:59 
> tree -L 3 clion
clion
└── CLion-2025.1.2└── clion-2025.1.2├── bin├── build.txt├── help├── Install-Linux-tar.txt├── jbr├── lib├── license├── modules├── plugins└── product-info.json10 directories, 3 files

在~/.zshrc中添加如下代码

alias clion="/home/star/Softwares/clion/CLion-2025.1.2/clion-2025.1.2/bin/clion"

这样就可以通过clion .的方式直接从命令行将一个目录打开为CLion项目了。

三、配置步骤

以博主的工作空间为例，一个ROS2的工作空间结构如下，可以发现相比于ROS1，ROS2的工作空间没有顶层的CMakeLists.txt，因此无法像CLion配置ROS1一样通过顶层的CMakeLists.txt管理整个工作空间。

├── build
│   ├── ament_cmake_environment_hooks
│   ├── ament_cmake_index
│   ├── ament_lint_cmake
│   ├── ament_xmllint
│   ├── CMakeFiles
│   ├── decomp_ros2_msgs
│   ├── decomp_ros2_utils
│   ├── decomp_util
│   ├── log
│   ├── poly_planner2
│   ├── quadrotor_msgs
│   └── Testing
├── install
│   ├── poly_planner2
│   └── quadrotor_msgs
├── log
│   ├── build_2025-06-30_14-37-21
│   ├── build_2025-06-30_14-37-52
│   ├── build_2025-06-30_14-43-14
│   ├── latest -> latest_build
│   └── latest_build -> build_2025-06-30_14-43-14
└── src├── DecompROS2├── poly_planner2└── quadrotor_msgs27 directories

那么我们可不可以通过手动引入CMakeLists.txt来管理整个工作空间呢？答案是肯定的，在Github上我找到了答案，可以参考：kai-waang/colcon-toplevel-cmake，具体操作如下

克隆上述仓库到/opt/ros/scripts/cmake下

sudo git clone https://github.com/kai-waang/colcon-toplevel-cmake /opt/ros/scripts/cmake

切换到工作空间下

cd ~/Workspaces/px4_ws # 此处替换为自己的工作空间

将刚才克隆的仓库的toplevel.cmake拷贝到工作目录顶层（和src/同级）

cp /opt/ros/scripts/cmake/toplevel.cmake ./CMakeLists.txt

编译工作空间，从命令行启动CLion

colcon build	# 这一步是为了生成 install/setup.zsh
clion .

如果是第一次用CLion打开这个工作空间，会弹出下面的窗口，点击OK即可
进入 Settings > Build, Execution, Deployment > ToolChains，在Environment file中选择当前工作空间下的install/setup.zsh
进入 Settings > Build, Execution, Deployment > CMake，在Build directory中输入build
通过修改顶层的CMakeLists.txt，可以控制只编译某几个包，类似于colcon build --packages-select xxx ，我的顶层的CMakeLists.txt修改如下：

cmake_minimum_required(VERSION 3.14)
project("PROJECT_NAME")include("/opt/ros/scripts/cmake/colcon.cmake")# only for clion highlighting and analysis
colcon_add_subdirectories(BUILD_BASE "${PROJECT_SOURCE_DIR}/build"BASE_PATHS "${PROJECT_SOURCE_DIR}/src/"--packages-select decomp_ros2_msgs quadrotor_msgs
)

Reload CMake Project，可以看到如下的输出。

同时可以在Run/Debug Configuration下可以看到这个包下面所有的build targets，接下来就可以正常编译、运行和调试了！

四、后记

使用顶层CMakeLists带来了便捷智能的开发体验，但是不能存在同名的build targets，如果需要使用--cmake-args -DCMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS=ON，我已经在JetBrains官网反馈了Ubuntu下教程的缺失问题，虽然对于CLion熟练用户来说看着Win的教程也可以完成配置，但是还是希望他们能够尽快给出更好的解决方案。

最后祝大家编程愉快，idea多多，bug少少～

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http://www.lryc.cn/news/578198.html