(最新)ubuntu搭建PX4无人机仿真环境(4) ——仿真环境搭建(以Ubuntu 18.04,ROS1 Melodic 为例)

Tfly__ 2024-08-13 12:07:04 阅读 85

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前言1. 准备下载源码方式一:方式二:

安装依赖安装 Gazebo

2. 编译3. 配置环境4. 测试参考

前言

本教程基于 ROS1 ,在搭建之前,需要把 <code>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

小白必看:👇👇👇👇👇👇👇

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) 、ROS1 MelodicQGC v4.2.6

( Ubuntu 20.04 、ROS1 Noetic 、PX4 v1.13.2 同样适用)

禁止无脑复制:首先大部分命令都有先后顺序,就是要上一个命令执行成下一个才能执行成功,对于不熟悉的命令可以直接复制问AI 这样还能顺带学习学习;其次在有些情况下多个命令一起执行会出现奇怪的错误,而且有些命令旁边有注释,有时候复制上去可能也会出现错误。建议使用虚拟机:虽然虚拟机得性能有限,但是对于新手入门阶段是完全够用了,后续大型仿真再用双系统也比较熟悉了。而且虚拟机有一个快照功能,可以保存当前虚拟机的状态 (相当于存档),这样如果后面出了问题要重新搭建环境,可以用快照回到上一个状态,这样就不用重头开始(我一般是安装好 ROS 拍一个、安装好 mavros 拍一个…)。关于网络:由于一些懂得都得的原因,再加上每个人的网络环境不同,我们下载 GitHub上的资源、安装 Python 包、apt 安装包等会时快时慢,所以大家会换源,比如一开始的换 apt 软件安装源等。但是下载资源一定要耐心,如果是网络问题,可以尝试多执行几次命令,而且有些我也给了相应的解决方案。

基于 ROS1 的 PX4 仿真环境搭建系列: 👇👇👇

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)

ROS2 请看 👇👇👇

Ubuntu搭建PX4无人机仿真环境(5) —— 仿真环境搭建(以Ubuntu 22.04,ROS2 Humble 为例)

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

在这里插入图片描述

安装依赖

<code>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/px4/1.13/ubuntu.sh

wget https://gitee.com/tyx6/mytools/raw/main/px4/1.13/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

重启 Ubuntu

安装 Gazebo

Gazebo是一款强大的3D仿真软件,主要用于机器人学的研究和开发。它提供了高度逼真的物理模拟环境,包括动力学、碰撞检测、传感器模型以及与真实世界相似的物理属性如重力、摩擦力等。Gazebo可以模拟各种类型的机器人,从移动机器人、无人机到机械臂,甚至可以模拟整个城市环境。

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

在这里插入图片描述

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:

<code>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

在这里插入图片描述

再运行一下 gazebo

<code>gazebo

在这里插入图片描述

如果是在虚拟机上,可能出现上图错误,输入以下命令:

<code>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:

在这里插入图片描述

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。

<code>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

重启 Ubuntu

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 😄

在这里插入图片描述

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。

在这里插入图片描述

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)

<code>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:

在这里插入图片描述

更新环境(最好重启一下 Ubuntu ):

<code>source ~/.bashrc

关掉终端,再次打开,会跟下图差不多:

在这里插入图片描述

4. 测试

在终端输入下面命令:

<code>roslaunch px4 mavros_posix_sitl.launch

在这里插入图片描述

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。

<code>rostopic echo /mavros/state | grep connected # 只查看 connected 信息

# rostopic echo /mavros/state # 查看全部信息

在这里插入图片描述

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。

也可以继续看下面教程 👇

带你玩转PX4无人机仿真(1) —— 运行官方案例(C++)

建了个交流群,方便大家交流学习 😁

在这里插入图片描述

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Keep learning!

参考

仿真平台基础配置(对应PX4 1.13版)

PX4 documentation



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