Ubuntu20.04 PX4v1.13+Gazebo+Mavros2+ROS2-Foxy+QGC+FAST-DDS联合仿真环境搭建

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1 生成ssh密钥

1.1生成ssh密钥

ssh-keygen -t rsa -b 4096 -C "your_email@example.com"

1.2 将ssh密钥添加到ssh代理

eval "$(ssh-agent -s)"
ssh-add ~/.ssh/id_rsa

1.3 生成的公钥添加到GitHub

cat ~/.ssh/id_rsa.pub

1.4 测试添加成功

ssh -T git@github.com

2 安装px4固件v1.13

2.1 克隆px4v1.13

sudo apt install git

git clone -b v1.13.0-beta1 https://github.com/PX4/PX4-Autopilot.git --recursive

• 网不好的话，换成ssh下载会更好一点。如果要确认网如何就用以下指令：

ping github.com
ping google.com

• 然后Ctrl C，看包的丢失率，如果是0，就证明网还可以。

git clone -b v1.13.0-beta1 git@github.com:PX4/PX4-Autopilot.git --recursive

• 出现如下问题克隆失败：
  -

2.2 更新下载子模块

cd PX4-Autopilot/
git submodule update --init --recursive

2.3 安装依赖

sudo ./Tools/setup/ubuntu.sh

😸 成功安装：

2.3.1 报错与警告

执行依赖的时候，会出现一些问题 😢。

• ERROR: pandas 2.0.3 has requirement python-dateutil>=2.8.2, but you’ll have python-dateutil 2.7.3 which is incompatible.

ERROR: pandas 2.0.3 has requirement python-dateutil>=2.8.2, but you'll have python-dateutil 2.7.3 which is incompatible.

• sudo pip install --upgrade python-dateutil
  

• 成功安装：

  

2.3.2 问题出现以及解决

出现如下问题：

//新建终端，打开环境
nano ~/.bashrc 
//最下面添加环境变量
export PATH=:$PATH:/jun/.local/bin
//让环境变量生效
source ~/.bashrc

• 添加环境变量：

  

• Ctrl+X离开保存·

• source ~/.bashrc让环境变量生效

• 

2.3.2 问题解决

• 解决后，重新如下操作：

cd PX4-Autopilot/
//重新操作
./Tools/setup/ubuntu.sh
//等待时间

• 成功安装依赖

• 重启虚拟机

2.4 编译固件

//进入px4
cd PX4-Autopilot/
make px4_sitl

• 编译报错

  
  解决如下：

sudo apt update
sudo apt upgrade
cd ~/PX4-Autopilot
 //清理
make clean
 //重新编译
make px4_sitl

-如果出现报错em.RAW_OPT: True, em.BUFFERED_OPT: True})AttributeError: module 'em' has no attribute 'RAW_OPT'

• 解决如下：

pip uninstall empy
pip install empy==3.3.4
make clean 
make px4_sitl

• 编译成功：

  

3 安装Fast-DDS系列

3.1 安装Foonathan memory

• 克隆源码

git clone https://github.com/eProsima/foonathan_memory_vendor.git
//网不好就ssh
git clone git@github.com:eProsima/foonathan_memory_vendor.git

• 克隆完成：

  

cd foonathan_memory_vendor
//创建工作空间
mkdir build && cd build
//编译
 cmake ..
//安装
sudo cmake --build . --target install

• 无法访问等网络问题，就多试几次

• 安装成功：

  

3.2 安装Fast-DDS

• 克隆源码

git clone --recursive https://github.com/eProsima/Fast-DDS.git -b v2.0.2 ~/FastDDS-2.0.2
//老规矩，网不好就换成ssh
cd ~/FastDDS-2.0.2

• 创建工作空间，编译，安装😸:😸😸

  mkdir build && cd build
  cmake -DTHIRDPARTY=ON -DSECURITY=ON ..
  //需要编译一段时间，加油哦！超棒哦！
  make -j$(nproc --all)
  sudo make install
      
  

  编译成功：

  

• 安装成功：

3.3 安装Fast-RTPS-Gen

• 克隆源码

  git clone --recursive https://github.com/eProsima/Fast-DDS-Gen.git -b v1.0.4 ~/Fast-RTPS-Gen
  

• 修改文件

  cd ~/Fast-RTPS-Gen/gradle/wrapper
  //修改gradle-wrapper.properties文件里的distributionUrl=https\://services.gradle.org/distributions/gradle-6.8.3-bin.zip
  //打开文件
  nano gradle-wrapper.properties 
  
  

• 修改文件前后：

  

• 安装编译：🛩🛩🛩

  cd ~/Fast-RTPS-Gen 
  ./gradlew assemble && sudo env "PATH=$PATH" ./gradlew install
  
  

• 编译成功：

  

4 安装ROS2

参考小甲鱼一键安装wget http://fishros.com/install -O fishros && bash fishros

4.1 安装ros2-foxy

wget http://fishros.com/install -O fishros && bash fishros

4.2 安装依赖

sudo apt install python3-colcon-common-extensions
sudo apt install ros-foxy-eigen3-cmake-module
pip install --user -U empy pyros-genmsg setuptools

报错

• 解决

unset all_proxy    
unset ALL_PROXY
python3 -m pip install launchpadlib

• 重新安装

  pip install --user -U empy pyros-genmsg setuptools
  
  

• 查看ros2版本

  echo ROS_DisTRO
  

5 安装Gazebo

//编译px4固件的时候安装了gazebo
//查看gazebo版本
gazebo --version 
//启动gazebo
gazevbo
//都没问题则无需在意

6 安装MAVROS2

6.1 安装依赖

sudo apt install -y python3-vcstool python3-rosinstall-generator python3-osrf-pycommon python3-colcon-common-extensions

6.2 创建mavros2_ws工作空间

mkdir -p ~/mavros2_ws/src

6.3 下载安装清单

cd ~/mavros2_ws/
rosinstall_generator --format repos mavlink | tee /tmp/mavlink.repos
//网不好就多试一下，要将mavros2.4改成2.7，下面介绍
//2.4本身有bug
//生成mavros清单
rosinstall_generator --format repos --upstream mavros | tee -a /tmp/mavros.repos

• mavros改版本

6.4 下载源码😿加油加油

//老规矩，网不好就多弄几次
//或者ping github.com 看看丢包率
//运气也占很大一部分，重启一下虚拟机试试
//好吧，我也搞了好久这个地方
//重启后要重新从清单那步开始弄
//搞定，大家加油加油
vcs import src < /tmp/mavlink.repos
vcs import src < /tmp/mavros.repos

6.5 安装依赖

rosdep install --from-paths src --ignore-src -y

• 安装成功

  

• 报错

  ERROR: your rosdep installation has not been initialized yet. Please run: sudo rosdep init rosdep update

  

• 解决1

  sudo rosdep init
  rosdep update
  rosdep install --from-paths src --ignore-src -y
  //网不好就多试几次，搞不出来就下一个方法
  
  

• 解决2

  wget http://fishros.com/install -O fishros && bash fishros
  //选3
  //1]:一键安装(推荐):ROS(支持ROS/ROS2,树莓派Jetson)
  //[3]:一键安装:rosdep(小鱼的rosdepc,又快又好用)
  rosdep install --from-paths src --ignore-src -y
  

  

6.6 安装GeographicLib

 sudo ./src/mavros/mavros/scripts/install_geographiclib_datasets.sh 

• 报错

  sudo ./src/mavros/mavros/scripts/install_geographiclib_datasets.sh ./src/mavros/mavros/scripts/install_geographiclib_datasets.sh: 第 33 行： hash: geographiclib-get-geoids：未找到 ./src/mavros/mavros/scripts/install_geographiclib_datasets.sh: 第 37 行： hash: geographiclib-datasets-download：未找到 OS not supported! Check GeographicLib page for supported OS and lib versions.

• 解决

sudo apt-get update
sudo apt-get install geographiclib-tools

• 重新执行

  sudo ./src/mavros/mavros/scripts/install_geographiclib_datasets.sh 
  
  

6.7 编译

cd ~/mavros2_ws
colcon build
//至少十分钟，加油加油呀
//保佑大家一次过

• 报错

  Could not find a package configuration file provided by "geographic_msgs with any of the following names

  geographic_msgsConfig.cmake

  geographic_msgs-config.cmake

• 解决：

sudo apt-get install ros-foxy-geographic-msgs

• 继续：

  //删除刚刚编译
  rm -rf build install log
  //重新编译
  colcon build 
   
  

• 报错:

• 解决将.hpp文件变成.h文件

  find ./src/mavros/ -type f -exec sed -i 's/tf2_eigen\.hpp/tf2_eigen\.h/g' {} +
  
  

• 继续colcon

rm -rf build install log
colcon build 

• 编译成功

  

6.8 设置环境

nano ~/.bashrc
//在最下面设置环境变量
source ~/mavros2_ws/install/setup.bash
//打开一个终端
ros2 launch mavros px4.launch

7 ROS2工作空间

7.1 创建工作空间

mkdir -p ~/ws_sensor_combined/src/
cd ~/ws_sensor_combined/src/

7.2 克隆1.13版本的px4_ros_com和px4_msgs

 git clone -b release/1.13 https://github.com/PX4/px4_ros_com.git ~/px4_ros_com_ros2/src/px4_ros_com
 git clone -b release/1.13 https://github.com/PX4/px4_msgs.git ~/px4_ros_com_ros2/src/px4_msgs
 //老规矩，网不好就ssh

7.3 编译工作空间

cd ~/px4_ros_com_ros2/src/px4_ros_com/scripts
source build_ros2_workspace.bash
//编译得十几分钟，可以喝个水休息一下，加油加油

7.4 添加环境变量

//老规矩，先打开,然后找到最下面
nano ~/.bashrc
//保存文档
source ~/px4_ros_com_ros2/install/setup.bash
//让文档生效
source ~/.bashrc

7.5 检验安装成功

• 打开一个终端

  cd PX4-Autopilot/
  make px4_sitl_rtps gazebo
  
  

• 打开另外一个终端

//通信
micrortps_agent -t UDP

• 再打开一个终端

//启动示例
ros2 launch px4_ros_com sensor_combined_listener.launch.py

8 安装QT 5.15.2

8.1 安装依赖

sudo apt install gcc g++ make cmake build-essential libgl1-mesa-dev
sudo apt install libxcb-cursor0 libxcb-cursor-dev
sudo apt install gstreamer1.0-plugins-bad gstreamer1.0-libav gstreamer1.0-gl -y

8.2 下载qt

//虚拟机的浏览器下载
https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/qt/archive/online_installers/4.8

chmod +x qt-online-installer-linux-x64-4.8.1.run
sudo ./qt-online-installer-linux-x64-4.8.1.run 

8.3 安装qt

9 基于Qt5.15.2的QGC 4.3安装

9.1 安装依赖，安装后重启

sudo usermod -a -G dialout $USER
sudo apt-get remove modemmanager -y
sudo apt install gcc g++ make cmake git
sudo apt install speech-dispatcher libudev-dev libsdl2-dev patchelf build-essential curl
//安装后重启

9.2 克隆源码

git clone https://github.com/mavlink/qgroundcontrol.git
//不顺畅就ssh，白天网会更好点
git clone git@github.com:mavlink/qgroundcontrol.git

cd qgroundcontrol/
//切换分支
git checkout Stable_V4.3

git submodule update --init --recursive  
//更新下载子模块
//网不好就多试几次
//我就是试好几次
//大家加油加油

9.3 编译qgc 方法1

• 打开qt，找到qgc编译文件

• 编译：

• 很慢的:

9.4 编译qgc 方法2

cd qgroundcontrol
mkdir build
cd build
qmake ..
make -j$(nproc)  # 使用多核加速编译
cd ~/qgroundcontrol/build/staging
./QGroundControl

9.4.1 报错与警告

nano ~/.bashrc
//找到最后一行
export PATH="/opt/Qt/5.15.2/gcc_64/bin:$PATH"
source ~/.bashrc 

10 测试mavros节点

10.1 启动gazebo仿真

打开一个终端

cd ~/PX4-Autopilot
make px4_sitl gazebo

10.2 启动mavros 2 通讯

打开另一个终端

//进入工作区间
cd ~/mavros2_ws
ros2 launch mavros px4.launch fcu_url:="udp://:14550@192.168.1.1:14550"

再打开一个终端

ros2 topic echo /mavros/state

11 PX4+Gazebo+fast通信

11.1 启动Gazebo

打开一个终端

cd PX4-Autopilot/
make px4_sitl_rtps gazebo

11.2 启动fast通讯

打开另外一个终端

cd px4_ros_com_ros2/
micrortps_agent -t UDP

12 未完待续,敬请期待，PX4和matlab联合仿真教程