飞行机器人(七)仿真平台XTDrone + PX4编译
0. 编译PX4固件
参考仿真平台基础配置教程(中文详细教程)
仿真平台基础配置 · 语雀 (yuque.com)https://www.yuque.com/xtdrone/manual_cn/basic_config
按照教程,成功编译后运行launch
一. 安装Ceres依赖:
1、软件包下载:
安装及下载地址: Installation — Ceres Solverhttp://ceres-solver.org/installation.html
2、安装编译Ceres库所需依赖项:
1 |
|
# CMake
sudo apt-get install cmake
# google-glog + gflags
sudo apt-get install libgoogle-glog-dev libgflags-dev
# Use ATLAS for BLAS & LAPACK
sudo apt-get install libatlas-base-dev
# Eigen3
sudo apt-get install libeigen3-dev
# SuiteSparse and CXSparse (optional)
sudo apt-get install libsuitesparse-dev
可能会出现无法定位libcxsoarse3.1.2的问题
解决方法:
1 2 3 4 5 6 7 8 |
|
3、编译安装:
1 2 3 4 |
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4、测试
tar zxf ceres-solver-2.1.0.tar.gz
mkdir ceres-bin
cd ceres-bin
cmake ../ceres-solver-2.1.0
make -j3
make test
# Optionally install Ceres, it can also be exported using CMake which
# allows Ceres to be used without requiring installation, see the documentation
# for the EXPORT_BUILD_DIR option for more information.
make install
运行测试demo:
./simple_bundle_adjuster /home/haowang/workspace/ceres-solver/data/problem-16-22106-pre.txt
This runs Ceres for a maximum of 10 iterations using the DENSE_SCHUR linear solver. The output should look something like this.iter cost cost_change |gradient| |step| tr_ratio tr_radius ls_iter iter_time total_time0 4.185660e+06 0.00e+00 1.09e+08 0.00e+00 0.00e+00 1.00e+04 0 7.59e-02 3.37e-011 1.062590e+05 4.08e+06 8.99e+06 5.36e+02 9.82e-01 3.00e+04 1 1.65e-01 5.03e-012 4.992817e+04 5.63e+04 8.32e+06 3.19e+02 6.52e-01 3.09e+04 1 1.45e-01 6.48e-013 1.899774e+04 3.09e+04 1.60e+06 1.24e+02 9.77e-01 9.26e+04 1 1.43e-01 7.92e-014 1.808729e+04 9.10e+02 3.97e+05 6.39e+01 9.51e-01 2.78e+05 1 1.45e-01 9.36e-015 1.803399e+04 5.33e+01 1.48e+04 1.23e+01 9.99e-01 8.33e+05 1 1.45e-01 1.08e+006 1.803390e+04 9.02e-02 6.35e+01 8.00e-01 1.00e+00 2.50e+06 1 1.50e-01 1.23e+00Solver Summary (v 2.1.0-eigen-(3.4.0)-lapack-suitesparse-(5.10.1)-cxsparse-(3.2.0)-acceleratesparse-eigensparse-no_openmp)Original Reduced
Parameter blocks 22122 22122
Parameters 66462 66462
Residual blocks 83718 83718
Residuals 167436 167436Minimizer TRUST_REGIONDense linear algebra library EIGEN
Trust region strategy LEVENBERG_MARQUARDTGiven Used
Linear solver DENSE_SCHUR DENSE_SCHUR
Threads 1 1
Linear solver ordering AUTOMATIC 22106,16
Schur structure 2,3,9 2,3,9Cost:
Initial 4.185660e+06
Final 1.803390e+04
Change 4.167626e+06Minimizer iterations 7
Successful steps 7
Unsuccessful steps 0Time (in seconds):
Preprocessor 0.121654Residual only evaluation 0.065968 (7)Jacobian & residual evaluation 0.303356 (7)Linear solver 0.436650 (7)
Minimizer 0.890535Postprocessor 0.001684
Total 1.013873Termination: CONVERGENCE (Function tolerance reached. |cost_change|/cost: 1.769756e-09 <= 1.000000e-06)
5、install安装
sudo make install
二、 编译VINS-Fusion
源码地址:GitHub - HKUST-Aerial-Robotics/VINS-Fusion: An optimization-based multi-sensor state estimatorAn optimization-based multi-sensor state estimator - GitHub - HKUST-Aerial-Robotics/VINS-Fusion: An optimization-based multi-sensor state estimatorhttps://github.com/HKUST-Aerial-Robotics/VINS-Fusion
cd ~/catkin_ws/srcgit clone https://github.com/HKUST-Aerial-Robotics/VINS-Fusion.gitcd ../catkin_makesource ~/catkin_ws/devel/setup.bash
VINS-Fusion仿真
注意把EKF设置为视觉定位,详见PX4飞控EKF配置教程。
启动仿真程序,注意launch文件中使用的是iris_stereo_camera.sdf
cd PX4_Firmware roslaunch px4 indoor1.launch启动VINS-Fusion,注意其默认订阅的话题是iris_0的,如果要换别的vehicle,需要对应修改。另外临时文件存储路径也要对应修改。
gedit ~/catkin_ws/src/VINS-Fusion/config/xtdrone_sitl/px4_sitl_stereo_imu_config.yamlimu_topic: "/iris_0/imu_gazebo" image0_topic: "/iris_0/stereo_camera/left/image_raw" image1_topic: "/iris_0/stereo_camera/right/image_raw" output_path: "/home/robin/catkin_ws/vins_output" . . . pose_graph_save_path: "/home/robin/catkin_ws/vins_output/pose_graph/" # save and load pathcd catkin_ws bash scripts/xtdrone_run_vio.sh这时VINS-Fusion就启动了
由于VINS-Fusion发布的是Odometry类型的话题,我们要将其对应转为PX4所需的话题
cd ~/XTDrone/sensing/slam/vio python vins_transfer.py iris 0
这时PX4仿真终端出现如下所示输出,代表视觉信息融合成功
INFO [ecl/EKF] 1213644000: reset position to ev position INFO [ecl/EKF] 1213644000: commencing external vision position fusion INFO [ecl/EKF] 1213644000: commencing external vision yaw fusion然后建立通信,键盘控制起飞即可
cd ~/XTDrone/communication python multirotor_communication.py iris 0
cd ~/XTDrone/control/keyboard python multirotor_keyboard_control.py iris 1 vel
VIO的初始化
VINS-Fusion的双目+IMU可以在静止条件下完成初始化,因此不用额外考虑。但单目+IMU以及ORBSLAM3的单目/双目+IMU均需要在运动中初始化,在实物系统中,我们可以用手晃一晃飞机实现初始化,而仿真中必须起飞才能让无人机运动,但PX4的offboard模式如果没有定位数据,又无法起飞,这就造成了矛盾。因此仿真里只能用Gazebo真值给PX4定位,然后在飞行过程中初始化VIO,VIO的输出只用于测试精度,并不实际给无人机定位用。
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