Ubuntu搭建PX4无人机仿真环境详细教程

Ubuntu搭建PX4无人机仿真环境详细教程

引用

CSDN

1.

https://m.blog.csdn.net/weixin_41978174/article/details/140584767

前言

本教程基于ROS1，在搭建之前，需要把ROS、MAVROS、QGC等基础环境安装配置完成。大家可以参考我之前的教程。本次安装是以px4 v1.13.2为例。

我的配置如下：

• 虚拟机 Ubuntu 18.04 (运行内存 4G、硬盘内存 80G)
• ROS melodic
• QGC v4.2.6

建议安装之前可以先看看这个👉ubuntu搭建PX4无人机仿真环境(1) —— 概念介绍

• ubuntu搭建PX4无人机仿真环境(2) —— MAVROS安装
• ubuntu搭建PX4无人机仿真环境(3) —— ubuntu安装QGC地面站
• ubuntu安装ROS melodic(最新、超详细图文教程)

如果想要自己编译 PX4 固件可以看Ubuntu编译PX4固件这篇教程

1. 准备

下载源码

方式一：
从GitHub上下载，但是比较考验个人网速

sudo apt-get install git
git clone https://github.com/PX4/PX4-Autopilot.git # 下载源码
mv PX4-Autopilot PX4_Firmware  # 更改目录名

cd PX4_Firmware
git checkout -b dev v1.13.2  # 切换版本
git submodule update --init --recursive   # 更新下载子模块
# 比较慢，不行就多执行几次

方式二：
从提供的网盘里下，或者从QQ群(961297255)里下载

链接：https://pan.baidu.com/s/1eNB9dWlKoVmRMAYsSPI0vw
提取码：s8uh

下载后解压，然后执行下面命令：

cd PX4_Firmware
wget https://gitee.com/tyx6/mytools/raw/main/px4/set_executable.sh
chmod +x set_executable.sh
./set_executable.sh

安装依赖

cd ~/PX4_Firmware/Tools/setup

删掉原来的，用我修改后的（就修改了一个python包版本和把pip安装源换成了清华源），这一步是可做可不做，如果觉得python包下载太慢了，可以试试

rm ubuntu.sh requirements.txt
wget https://gitee.com/tyx6/mytools/raw/main/px4/ubuntu.sh
wget https://gitee.com/tyx6/mytools/raw/main/px4/requirements.txt

chmod +x ubuntu.sh
./ubuntu.sh --no-nuttx --no-sim-tools
# 这是官方提供的脚本 有两个可选参数
# --no-sim-tools   不安装仿真环境
# --no-nuttx   不安装交叉编译环境
#（如果需要自己编译飞控固件，烧录到飞控中，那就需要交叉编译环境）
# 脚本执行时间，跟个人网络有关，可能需要一段时间

注：使用之前要检查是否已经安装了 gazebo，建议使用官方推荐的gazebo版本

gazebo --version

如果出现上图内容，说明没有安装，如果出现了gazebo的版本信息说明已经安装了，要卸载，命令如下：

sudo apt-get remove gazebo* 
sudo apt-get remove libgazebo*
sudo apt-get remove ros-$ROS_DISTRO-gazebo*

卸载完后，开始安装（Ubuntu 18 会安装 gazebo 9.19，Ubuntu 20 会安装 gazebo 11.14）

cd ~/PX4_Firmware/Tools/setup
./ubuntu.sh --no-nuttx
# 这一步会安装仿真环境，包括gazebo
# 脚本执行时间，跟个人网络有关，可能需要一段时间
sudo apt-get install ros-$ROS_DISTRO-gazebo-ros-pkgs ros-$ROS_DISTRO-gazebo-ros-control

安装好测试一下gazebo

gazebo --version

再运行一下gazebo：

gazebo

如出现上图错误，输入以下命令：

echo "export SVGA_VGPU10=0" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

再重新运行 gazebo

gazebo

出现下图，表示运行成功：

注：
运行Gazebo仿真，可能会缺模型，这时会自动下载，Gazebo模型服务器在国外，自动下载会比较久，所以我们可以先下载到本地。

git clone https://gitee.com/tyx6/gazebo_models.git
# 检测文件夹 ~/.gazebo/models 是否存在，如果不存在创建
if [ ! -d "~/.gazebo/models" ]; then mkdir -p ~/.gazebo/models ;fi
mv ./gazebo_models/* ~/.gazebo/models/

或者如果觉得git clone有点慢可以直接进入仓库然后下载ZIP压缩包，将该压缩包里的模型文件放在~/.gazebo/models/路径下，然后可以看到很多模型文件。

如果下载慢，可以从网盘里下，或者从QQ群(961297255)里下载

链接：https://pan.baidu.com/s/1O3J7nrjU2imyYWRwl9114g
提取码：ud28

2. 编译

cd ~/PX4_Firmware
make px4_sitl_default gazebo   # 这步可能有点慢，跟 ubuntu 的配置有关

出现下图表示编译成功 😄

注：如果运行后终端有下图报错，这个不影响仿真，不用管也行。这是因为 gazebo 会检查 models 文件夹下是否有 model.config 文件，但是 .git 文件夹不属于 model 文件，那自然也不会有 model.config 文件。如果觉得难受就从其他model.config文件复制修改一个过来，或者删掉 .git 文件夹。

3. 配置环境

将下面语句添加到 ~/.bashrc(此文件在主目录下，是个隐藏文件) 文件中（前两个source顺序不能颠倒，路径要根据自己的实际路径修改，如果一直按照我的步骤来，应该是不用修改）

gedit ~/.bashrc  # 打开文件

source ~/catkin_ws/devel/setup.bash  # 这个是个人的ROS工作空间，没有的话需要自己创建
source ~/PX4_Firmware/Tools/setup_gazebo.bash ~/PX4_Firmware/ ~/PX4_Firmware/build/px4_sitl_default
export ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:~/PX4_Firmware
export ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:~/PX4_Firmware/Tools/sitl_gazebo

注： 为了方便大家，我做了一个自动添加环境的脚本，效果与手动添加等同，只要有一个成功就行。执行脚本之前要确认之前没在 .bashrc 文件中加入环境，有的话删掉或者注释，环境重复也会导致配置失败

首先下载脚本，然后将脚本放入你的 PX4 源码目录下，再执行（以我的为例）：

cd ~/PX4_Firmware
wget https://gitee.com/tyx6/mytools/raw/main/px4/setenv.sh
chmod +x setenv.sh  # 添加可执行权限
./setenv.sh

执行完后如下所示：

• 更新环境（最好重启一下 Ubuntu ）：

source ~/.bashrc 

关掉终端，再次打开，会跟下图差不多：

4. 测试

在终端输入下面命令：

roslaunch px4 mavros_posix_sitl.launch

打开另一个终端，运行下面命令，查看MAVROS与仿真无人机通信状况。若connected: True，则通信成功，如果是false，一般是因为 .bashrc 里的路径写的不对，请仔细检查。

rostopic echo /mavros/state | grep connected    # 只查看 connected 信息
# rostopic echo /mavros/state                     # 查看全部信息

到这 PX4 无人机基本仿真环境就搭建完成了，大家可以基于此来拓展自己的仿真。

如有其他问题，或者发现文章有错误，请在评论区留言

Keep learning！

参考

• 仿真平台基础配置（对应PX4 1.13版）
• PX4 documentation