news 2026/4/15 18:04:43

告别虚拟机！在Win10/11上给Ubuntu 20.04分个家，手把手部署ego_planner无人机规划器

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张小明

前端开发工程师

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告别虚拟机！在Win10/11上给Ubuntu 20.04分个家，手把手部署ego_planner无人机规划器

在Windows 10/11上安全部署Ubuntu 20.04双系统并运行ego_planner无人机规划器

对于无人机开发者和ROS爱好者来说，性能与稳定性往往是首要考虑因素。虚拟机虽然方便，但在资源占用和实时性方面存在明显短板。本文将带你一步步在Windows 10/11上安全安装Ubuntu 20.04双系统，并快速部署ego_planner无人机规划器，无需担心系统崩溃或数据丢失。

1. 为什么选择双系统而非虚拟机？

在开始安装前，我们需要明确双系统与虚拟机的核心差异。虚拟机通过软件模拟完整硬件环境，而双系统则是直接在物理硬件上运行操作系统。以下是两者的关键对比：

特性双系统虚拟机
性能原生性能，无额外开销有10-30%的性能损失
硬件访问直接访问所有硬件资源受限于虚拟化层
实时性完全满足实时需求可能因调度产生延迟
图形性能100%发挥GPU能力通常需要额外配置
系统隔离完全隔离共享主机资源
切换便利性需要重启随时切换

对于ego_planner这类需要实时响应和高效计算的无人机规划器，双系统显然是更优选择。特别是当你需要：

  • 运行高精度仿真
  • 处理大量传感器数据
  • 进行实时路径规划
  • 充分利用GPU加速

提示：如果你只是偶尔使用ROS或进行简单开发，虚拟机可能更方便。但专业开发或性能敏感场景，双系统是必选项。

2. 安全安装双系统的关键准备

安装双系统最令人担忧的莫过于可能影响现有Windows系统。通过以下准备，你可以将风险降至最低。

2.1 必备工具与材料

  • 至少8GB容量的U盘（用于制作启动盘）
  • Ubuntu 20.04 LTS镜像（推荐从官网下载）
  • Rufus工具（用于创建可启动U盘）
  • 备份重要数据（至少保留两份不同介质的备份）

2.2 磁盘分区规划

现代UEFI系统下，分区方案已大幅简化，但仍需注意：

  1. EFI系统分区：Windows已创建，无需改动
  2. Windows分区：建议保持至少100GB空闲空间
  3. Ubuntu分区：
    • /根分区：建议30-50GB（ext4格式）
    • swap交换分区：内存大小的1-2倍（仅当内存<8GB时需要）
    • /home家目录：剩余所有空间（ext4格式）

使用Windows磁盘管理工具压缩现有分区是最安全的方式：

1. 右键"此电脑"→"管理"→"磁盘管理" 2. 选择有足够空间的磁盘（通常是C盘） 3. 右键→"压缩卷"，输入要压缩的空间量（建议至少80GB） 4. 点击"压缩"后，会出现未分配空间，留待Ubuntu安装时使用

2.3 禁用快速启动和安全启动

Windows的快速启动可能干扰双系统安装：

# 以管理员身份打开PowerShell执行： powercfg /h off

安全启动则可能导致Ubuntu安装失败，建议在BIOS中暂时禁用：

  1. 重启电脑，按制造商指定键（通常是F2、F12或Del）进入BIOS
  2. 找到"Secure Boot"选项，设置为Disabled
  3. 保存设置并退出

3. Ubuntu 20.04安装详解

3.1 创建可启动U盘

使用Rufus工具制作启动盘：

  1. 插入U盘（注意：制作过程会清空U盘所有数据）
  2. 打开Rufus，选择你的U盘设备
  3. 点击"选择"，浏览并加载下载的Ubuntu 20.04 ISO文件
  4. 分区方案选择"GPT"，目标系统选择"UEFI"
  5. 点击"开始"，等待制作完成

3.2 实际安装步骤

  1. 插入启动U盘，重启电脑，进入启动菜单（通常是F12）
  2. 选择UEFI USB设备启动
  3. 选择"Install Ubuntu"
  4. 语言选择中文或英文，继续
  5. 在"安装类型"界面，选择"其他选项"进行手动分区
  6. 在之前准备的未分配空间上创建分区：
    • EFI系统分区：300MB（保持与Windows共用原有EFI分区）
    • swap交换分区：8GB（如果内存充足可不设）
    • /根分区：40GB（ext4格式，挂载点/）
    • /home家目录：剩余空间（ext4格式，挂载点/home）
  7. 设备引导加载器安装位置选择EFI分区（通常是/dev/sda1）
  8. 设置用户名密码，继续安装
  9. 安装完成后重启，移除U盘

注意：如果重启后直接进入Windows，需要进入BIOS调整启动顺序，将Ubuntu启动项置顶。

3.3 安装后优化

首次进入Ubuntu后，建议立即执行以下优化：

# 更新系统 sudo apt update && sudo apt upgrade -y # 安装必要工具 sudo apt install -y git curl wget build-essential # 修复可能的显卡驱动问题 sudo ubuntu-drivers autoinstall

4. ROS与ego_planner环境部署

4.1 使用鱼香ROS一键安装

鱼香ROS脚本极大简化了ROS安装过程：

wget http://fishros.com/install -O fishros && . fishros

运行后按提示操作：

  1. 选择"1.安装ROS"
  2. 选择"ROS1 Noetic"（对应Ubuntu 20.04）
  3. 选择"桌面完整版(Desktop-Full)"
  4. 等待安装完成

安装完成后验证ROS环境：

# 初始化rosdep sudo rosdep init rosdep update # 测试核心功能 roscore & rosrun turtlesim turtlesim_node

应该能看到乌龟仿真窗口弹出。

4.2 部署ego_planner规划器

4.2.1 安装依赖
# 安装Armadillo库 sudo apt-get install -y libarmadillo-dev # 安装其他必要依赖 sudo apt-get install -y ros-noetic-octomap-* ros-noetic-mavros ros-noetic-mavros-extras
4.2.2 克隆代码库

国内用户推荐使用gitee镜像加速：

git clone https://gitee.com/iszhouxin/ego-planner.git

或直接从GitHub克隆：

git clone https://github.com/ZJU-FAST-Lab/ego-planner.git
4.2.3 编译项目
cd ego-planner catkin_make -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release

编译过程可能需要10-30分钟，取决于硬件性能。

4.2.4 运行仿真

在三个不同终端中分别执行：

# 终端1：启动ROS核心 roscore # 终端2：启动RViz可视化 source devel/setup.bash roslaunch ego_planner rviz.launch # 终端3：运行规划器仿真 source devel/setup.bash roslaunch ego_planner run_in_sim.launch

成功运行后，你将在RViz中看到无人机和规划路径的可视化效果。

5. 常见问题与解决方案

5.1 双系统启动问题

问题：安装Ubuntu后无法看到启动菜单

解决：

# 在Ubuntu中安装并配置grub sudo apt install --reinstall grub-efi-amd64 sudo grub-install /dev/sda sudo update-grub

5.2 ROS环境配置问题

问题：rosdep update失败

解决：

# 修改hosts文件 sudo sh -c 'echo "199.232.28.133 raw.githubusercontent.com" >> /etc/hosts' # 重新尝试 rosdep update

5.3 ego_planner编译错误

问题：缺少依赖导致编译失败

解决：

# 安装所有可能需要的依赖 sudo apt-get install -y ros-noetic-geographic-msgs ros-noetic-tf2-sensor-msgs ros-noetic-joy

5.4 性能优化建议

为获得最佳性能，建议：

  1. 在BIOS中禁用Intel SpeedShift技术
  2. 使用cpufrequtils设置性能模式：
    sudo apt install cpufrequtils sudo cpufreq-set -g performance
  3. 关闭不必要的图形效果：
    sudo apt install gnome-tweaks gnome-tweaks
    然后在"窗口"选项卡中关闭动画效果

6. 进阶配置与调优

6.1 双系统时间同步问题

Windows和Linux处理硬件时钟的方式不同，会导致时间显示错误：

# 在Ubuntu中修复时间同步 timedatectl set-local-rtc 1 --adjust-system-clock

6.2 共享文件夹设置

方便在双系统间交换文件：

# 安装NTFS支持 sudo apt install ntfs-3g # 创建挂载点并设置自动挂载 sudo mkdir /mnt/Windows sudo chmod 777 /mnt/Windows

然后在/etc/fstab中添加（替换your_username为实际用户名）：

UUID=你的Windows分区UUID /mnt/Windows ntfs-3g defaults,windows_names,locale=en_US.utf8 0 0

使用blkid命令查看分区UUID。

6.3 ego_planner参数调优

编辑ego-planner/src/planner/plan_manage/launch/run_in_sim.launch文件，可调整：

<param name="max_vel" value="2.0" /> <!-- 最大速度 --> <param name="max_acc" value="1.0" /> <!-- 最大加速度 --> <param name="resolution" value="0.1" /> <!-- 地图分辨率 -->

根据实际需求调整这些参数可以优化规划性能。

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