PX4环境搭建全记录：从ROS到Gazebo，再到无人机模拟飞行

PX4环境搭建全记录：从ROS到Gazebo，再到无人机模拟飞行

一、前言

PX4是一款功能强大的开源无人机飞行控制栈，它为无人机开发者和研究者提供了一个灵活、可扩展的平台。为了在本地计算机上模拟无人机飞行并为其开发自主导航算法，我们需要搭建一个包含ROS（Robot Operating System）、Gazebo、mavros和QGroundControl（QGC）的环境。

二、环境准备

1. 硬件：一台具有足够性能的计算机（建议配置：i7处理器，16GB内存，NVIDIA显卡）。
2. 操作系统：Ubuntu 18.04或更高版本。

三、软件安装

1. ROS：首先，我们需要安装ROS。请按照ROS官方文档的指引进行安装。安装完成后，确保ROS环境变量设置正确。
2. Gazebo：Gazebo是一个用于机器人模拟的开源软件库。安装Gazebo时，请选择与你的ROS版本兼容的版本。例如，如果你安装的是ROS Melodic，那么应该安装Gazebo 9。
3. mavros：mavros是一个ROS包，用于与PX4飞控进行通信。通过mavros，我们可以在ROS环境中接收和发送无人机的状态和控制指令。使用以下命令安装mavros：

sudo apt-get install ros-${ROS_DISTRO}-mavros ros-${ROS_DISTRO}-mavros-extras ros-${ROS_DISTRO}-gazebo-plugins

1. QGroundControl：QGroundControl是一个用于无人机控制和监视的开源地面站软件。从QGC官网下载对应版本的安装包，并按照官方文档进行安装。

四、环境配置

1. ROS工作空间：创建一个ROS工作空间，用于存放你的项目和代码。可以使用以下命令创建：

mkdir -p ~/catkin_ws/src
cd ~/catkin_ws/
catkin_make

1. mavros配置：在ROS工作空间的src目录下，克隆mavros仓库，并进行配置：

cd ~/catkin_ws/src
git clone https://github.com/mavlink/mavros.git
cd ..
catkin_make

1. Gazebo模型：为了模拟无人机飞行，我们需要在Gazebo中加载无人机模型。你可以从PX4的模型库中下载合适的模型，并将其放置在Gazebo的模型目录中。

五、模拟飞行

1. 启动Gazebo：打开一个新的终端窗口，运行以下命令启动Gazebo：

gazebo

1. 加载无人机模型：在Gazebo中，通过插入选项卡加载之前放置的无人机模型。
2. 启动ROS核心：打开另一个终端窗口，运行ROS核心：

roscore

1. 启动mavros节点：在另一个终端窗口中，启动mavros节点以与Gazebo中的无人机模型进行通信：

rosrun mavros mavros_node

1. 启动QGroundControl：最后，打开QGroundControl软件，并连接到本地ROS环境。在QGC的设置中，选择正确的MAVLink连接类型和端口。现在，你应该能够在QGC中看到无人机的状态和控制界面，通过QGC控制无人机在Gazebo中进行模拟飞行。

六、总结

通过以上步骤，我们成功搭建了一个包含ROS、Gazebo、mavros和QGroundControl的PX4开发环境。在这个环境中，我们可以模拟无人机飞行，并为无人机开发自主导航算法。希望本文对你有所帮助！

七、附录

• ROS官方文档：http://wiki.ros.org/
• Gazebo官方文档：http://gazebosim.org/documentation.html
• mavros GitHub仓库：https://github.com/mavlink/mavros
• QGroundControl官网：https://qgroundcontrol.com/