全过程记录PX4环境搭建（ROS+Gazebo+Mavros+PX4+QGC）

  • 本人飞控专业在读，近段时间在老师的建议下，开始搭建PX4环境配置。因为并没有之前相关环境配置的经验，所以走了不少弯路，在此 感谢我的室友伙伴的一起努力和老师的辛苦指导。

  • 注：本文基于的系统是Ubuntu18.04，在VMware上运行，此两者的安装请各位读者自行参考相关链接。

环境搭建

  • 在PX4配置中本人参考了以下这个链接
  • PX4环境配置

ROS环境安装

依赖安装
  • 注意，不要一直使用一个终端进行配置，下面的都是，建议每配置完一个环境就重新新建一个终端。
  • 打开终端
  • sudo apt install ninja-build exiftool ninja-build protobuf-compiler libeigen3-dev genromfs xmlstarlet libgstreamer1.0-dev libgstreamer-plugins-base1.0-dev
  pip2 install pandas jinja2 pyserial cerberus pyulog==0.7.0 numpy toml pyquaternion empy pyyaml pip3 install packaging numpy empy toml pyyaml jinja2 pyargparse
ROS安装
配置Ubuntu源码库

  • 打开Ubuntu系统的九个点，类似windows系统的开始选项，找到“软件和更新”这个选项卡

  • 点击软件和更新

  • 设置sources.list
    • sudo sh -c '. /etc/lsb-release && echo "deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ros/ubuntu/ `lsb_release -cs` main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'
设置key
  • sudo apt install curl
curl -s https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/ros.asc | sudo apt-key add -
报错则输入
  • sudo apt-key adv --keyserver keyserver.ubuntu.com --recv-keys F42ED6FBAB17C654
安装ROS
  • sudo apt update
sudo apt install ros-melodic-desktop
设定环境
  • echo “source /opt/ros/melodic/setup.bash” >> ~/.bashrc
    source ~/.bashrc```
构建软件包依赖关系
  • sudo apt install python-rosdep python-rosinstall python-rosinstall-generator python-wstool build-essential
sudo apt install python-rosdep

  • sudo rosdep init

  • 出现错误

    • ERROR: cannot download default sources list from:
      https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/rosdep/sources.list.d/20-default.list
      Website may be down.

      • cd /etc
sudo gedit hosts

    • ERROR: default sources list file already exists:
      /etc/ros/rosdep/sources.list.d/20-default.list
      Please delete if you wish to re-initialize

      • sudo rm /etc/ros/rosdep/sources.list.d/20-default.list
启动ROS
  • roscore

  • 出现此环境则为安装成功

新建工作空间

  • 此空间为ROS所有，方便后续步骤安装

    • mkdir -p ~/catkin_ws/src
mkdir -p ~/catkin_ws/scripts
cd catkin_ws/src
catkin_init_workspace
cd ..
catkin_make

Gazebo安装

卸载之前安装的gazebo
  • sudo apt-get remove gazebo*
sudo apt-get remove libgazebo*
sudo apt-get remove ros-melodic-gazebo* #kinetic noetic对应修改
设置计算机以接受来自package.osrfoundation.org的软件
  • sudo sh -c 'echo "deb http://packages.osrfoundation.org/gazebo/ubuntu-stable `lsb_release -cs` main" > /etc/apt/sources.list.d/gazebo-stable.list'cat /etc/apt/sources.list.d/gazebo-stable.list#如果出现deb http://packages.osrfoundation.org/gazebo/ubuntu-stable xenial main表示没问题
设置密钥
  • wget https://packages.osrfoundation.org/gazebo.key -O - | sudo apt-key add -
sudo apt-get update
安装gazebo指令
  • sudo apt-get install gazebo9=9.1*

  • 安装后终端输入gazebo，若能出现gazebo则为安装成功，界面如下

    -

安装gazebo与ROS插件
  • sudo apt install ros-melodic-gazebo9-*
sudo apt install ros-melodic-gazebo-*

  • 测试

    • roscore
rosrun gazebo_ros gazebo

    • 界面如上张图片

MAVROS安装
  • sudo apt install ros-melodic-mavros ros-melodic-mavros-extras       # for ros-melodic
wget https://gitee.com/robin_shaun/XTDrone/raw/master/sitl_config/mavros/install_geographiclib_datasets.sh
sudo chmod a+x ./install_geographiclib_datasets.sh
sudo ./install_geographiclib_datasets.sh  #这步需要装一段时间,请耐心等待PX4配置
#注意，我们安装的ROS环境为ROS1，所以选择melodic方式安装，#后面的内容为注释，只需要运行终端代码即可

PX4配置

  • 这一块的步骤参考的是上文所说的第二个链接。

​ 注意：由于GitHub网址国内访问太慢，所以 我们采用gitee网站的方式

git clone https://gitee.com/bingobinlw/Firmware.git

这一步下载过后打开Firmware文件夹，勾选显示隐藏文件

找到如图所示选中的文件，双击打开

[submodule "mavlink/include/mavlink/v2.0"]path = mavlink/include/mavlink/v2.0url = https://gitee.com/bingobinlw/c_library_v2.gitbranch = master
[submodule "src/drivers/uavcan/libuavcan"]path = src/drivers/uavcan/libuavcanurl = https://gitee.com/bingobinlw/uavcan.gitbranch = px4
[submodule "Tools/jMAVSim"]path = Tools/jMAVSimurl = https://gitee.com/bingobinlw/jMAVSim.gitbranch = master
[submodule "Tools/sitl_gazebo"]path = Tools/sitl_gazebourl = https://gitee.com/bingobinlw/sitl_gazebo.gitbranch = master
[submodule "src/lib/matrix"]path = src/lib/matrixurl = https://gitee.com/bingobinlw/Matrix.gitbranch = master
[submodule "src/lib/ecl"]path = src/lib/eclurl = https://gitee.com/bingobinlw/ecl.gitbranch = master
[submodule "boards/atlflight/cmake_hexagon"]path = boards/atlflight/cmake_hexagonurl = https://gitee.com/bingobinlw/cmake_hexagon.gitbranch = px4
[submodule "src/drivers/gps/devices"]path = src/drivers/gps/devicesurl = https://gitee.com/bingobinlw/GpsDrivers.gitbranch = master
[submodule "src/modules/micrortps_bridge/micro-CDR"]path = src/modules/micrortps_bridge/micro-CDRurl =https://gitee.com/bingobinlw/micro-CDR.gitbranch = px4
[submodule "platforms/nuttx/NuttX/nuttx"]path = platforms/nuttx/NuttX/nuttxurl = https://gitee.com/bingobinlw/NuttX.gitbranch = px4_firmware_nuttx-8.2
[submodule "platforms/nuttx/NuttX/apps"]path = platforms/nuttx/NuttX/appsurl =  https://gitee.com/bingobinlw/NuttX-apps.gitbranch = px4_firmware_nuttx-8.2
[submodule "cmake/configs/uavcan_board_ident"]path = cmake/configs/uavcan_board_identurl = https://gitee.com/bingobinlw/uavcan_board_ident.gitbranch = master
[submodule "platforms/qurt/dspal"]path = platforms/qurt/dspalurl = https://gitee.com/bingobinlw/dspal.git

将上面代码文件拷贝覆盖选中的文件的内容，并点击保存。

更新子模块组
  • 在Firmware文件夹内打开终端
git submodule update --init --recursive
安装必要的python依赖

  • 新开一个终端

  • cd ~/Firmware
bash ./Tools/setup/ubuntu.sh --no-nuttx --no-sim-tools
编译PX4配置
  • make px4_sitl_default gazebo
新建终端，修改bashrc路径

sudo gedit ~/.bashrc


- 将打开的文件在最下面添加以下路径代码，然后保存- ```source ~/catkin_ws/devel/setup.bashsource ~/Firmware/Tools/setup_gazebo.bash ~/Firmware/ ~/Firmware/build/px4_sitl_defaultexport ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:~/Firmwareexport ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:~/Firmware/Tools/sitl_gazebo```- ```
source ~/.bashrc

  • 注意自己的PX4安装包是什么名字，路径配置就填什么，如果自己的px4配置包是PX4_Firmware，就需要将本人的路径代码中的Firmware改成PX4_Firmware

  • 此命令能够使环境变量正确加载

新建终端运行以下命令

  • cd ~/Firmware
roslaunch px4 mavros_posix_sitl.launch

  • 成功如图所示

  • 并运行以下代码

    • rostopic echo /mavros/state

    • 此命令是检查mavros和PX4之间的通信是否正确，在终端显示 connected：true表示正确无问题，若显示false，则表示bashrc文件路径配置不正确，需要检查一遍路径。成功如图所示

QGC地面站安装

安装链接
  • https://docs.qgroundcontrol.com/en/getting_started/download_and_install.html

  • 注意这个链接需要在Ubuntu系统中打开，并且下载在Ubuntu系统中

  • 根据官网所给出的链接进行安装

  • 打开终端，分别输入以上代码，然后运行

  • 点击蓝色字体QGC进行下载

  • 在下载好的QGC安装包文件夹位置打开终端，运行下一条命令

    • chomd +x ./QGroundControl.Applmage

最终实现效果如图所示

  • 至此，仿真平台配置完成。以上所有代码都跑过一遍，安装有效。
  • PX4的环境配置了很久，因为会出现各种各样的问题，最后总结问题大概会出现在以下几点
  • PX4源码尽量直接git clone GitHub网址或者gitee网站。本人之前直接利用PX4安装包去Ubuntu解压，效果有，但是最后的mavros通信不成功。
  • 有些需要配置环境路径，需要一点耐心。如果出现错误，可以从错误地方直接复制到网上参考有关链接。
  • 本次记录心得结束，感谢各位观看

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