最详细的Ubuntu18配置px4_ros_gazebo仿真

本教程将在Ubuntu18安装ros, px4工具链, 以及gazebo仿真环境
参考此教程可以在Ubuntu16的环境安装ros, px4工具链, 以及gazebo仿真环境
首先，我们来看下Ubuntu各版本对应的gazebo关系，在Ubuntu18中已经安装gazebo9.0
各版本的对应关系如下：请注意ubuntu18对应melodic,ubuntu16对应kinetic
Ubuntu 14.04 Trusty Tahr - ROS Indigo Igloo - Gazebo 2.X 2014-2019
Ubuntu 16.04 Xenial Xerus - ROS Kinetic Kame - Gazebo 7.X 2016-2021
Ubuntu 18.04 Bionic Beaver - ROS Melodic Morenia - Gazebo 9.X 2018-2023

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1.安装px4_toolchain

首先我们来看下px4官网给出的安装说明，px4官网px4官网参考链接
1.px4提供的安装脚本，可以看到melodic版本需要ubuntu_sim_common_deps.sh + ROS/Gazebo and MAVROS
考虑到可能已经安装过ros, 这里我们选择使用ubuntu_sim_common_deps.sh脚本, 该脚本不会安装gazebo,不然会将ros-melodic中安装的gazebo9覆盖,ubuntu 16版本同样可使用该脚本
step1:

新建脚本一个空的文件ubuntu_sim_common_deps.sh，我直接在vscode中写入保存为.sh文件，可直接复制粘贴，无需改动，只安装px4工具链，代码如下：

#!/bin/bash

## Bash script for setting up a PX4 development environment on Ubuntu LTS (16.04).
## It can be used for installing simulators (only) or for installing the preconditions for Snapdragon Flight or Raspberry Pi.
##
## Installs:
## - Common dependencies and tools for all targets (including: Ninja build system, Qt Creator, pyulog)
## - FastRTPS and FastCDR
## - jMAVSim simulator dependencies
## - PX4/Firmware source (to ~/src/Firmware/)

# Preventing sudo timeout https://serverfault.com/a/833888
trap "exit" INT TERM; trap "kill 0" EXIT; sudo -v || exit $?; sleep 1; while true; do sleep 60; sudo -nv; done 2>/dev/null &

# Ubuntu Config
echo "We must first remove modemmanager"
sudo apt-get remove modemmanager -y


# Common dependencies
echo "Installing common dependencies"
sudo apt-get update -y
sudo apt-get install git zip qtcreator cmake build-essential genromfs ninja-build exiftool astyle -y
# make sure xxd is installed, dedicated xxd package since Ubuntu 18.04 but was squashed into vim-common before
which xxd || sudo apt install xxd -y || sudo apt-get install vim-common --no-install-recommends -y
# Required python packages
sudo apt-get install python-argparse python-empy python-toml python-numpy python-dev python-pip -y
sudo -H pip install --upgrade pip
sudo -H pip install pandas jinja2 pyserial pyyaml
# optional python tools
sudo -H pip install pyulog

# Install FastRTPS 1.7.1 and FastCDR-1.0.8
fastrtps_dir=$HOME/eProsima_FastRTPS-1.7.1-Linux
echo "Installing FastRTPS to: $fastrtps_dir"
if [ -d "$fastrtps_dir" ]
then
    echo " FastRTPS already installed."
else
    pushd .
    cd ~
    wget https://www.eprosima.com/index.php/component/ars/repository/eprosima-fast-rtps/eprosima-fast-rtps-1-7-1/eprosima_fastrtps-1-7-1-linux-tar-gz -O eprosima_fastrtps-1-7-1-linux.tar.gz
    tar -xzf eprosima_fastrtps-1-7-1-linux.tar.gz eProsima_FastRTPS-1.7.1-Linux/
    tar -xzf eprosima_fastrtps-1-7-1-linux.tar.gz requiredcomponents
    tar -xzf requiredcomponents/eProsima_FastCDR-1.0.8-Linux.tar.gz
    cpucores=$(( $(lscpu | grep Core.*per.*socket | awk -F: '{print $2}') * $(lscpu | grep Socket\(s\) | awk -F: '{print $2}') ))
    (cd eProsima_FastCDR-1.0.8-Linux && ./configure --libdir=/usr/lib && make -j$cpucores && sudo make install)
    (cd eProsima_FastRTPS-1.7.1-Linux && ./configure --libdir=/usr/lib && make -j$cpucores && sudo make install)
    rm -rf requiredcomponents eprosima_fastrtps-1-7-1-linux.tar.gz
    popd
fi

# jMAVSim simulator dependencies
echo "Installing jMAVSim simulator dependencies"
sudo apt-get install ant openjdk-8-jdk openjdk-8-jre -y

为脚本添加权限：

sudo chmod +x ubuntu_sim_common_deps.sh

step2:
打开一个新的terminal，执行：

sudo usermod -a -G dialout $USER

执行完之后重启一下, 官方说的是Logout and login again 使得操作生效
step3:

在刚刚建立ubuntu_sim_common_deps.sh的目录下，执行

source ubuntu_sim_common_deps.sh

等待安装…

terminal中出现done

表示安装完成

２.编译px4_Firmware

由于git clone速度非常慢，这步是最折腾人的，博主将网上所有提供的提高git速度都尝试了一遍，包括添加域名，使用码云等，域名这个应该是最主流的方法，但是博主尝试之后效果还是不太好，不过仍然将方法贴出来
方法1.添加域名映射

nslookup github.global.ssl.fastly.net
nslookup github.com

各自网络不同，域名Adress不同，大家自己添加
在终端中再执行

sudo vim /etc/hosts

将上面的域名添加上，效果如下，大家根据自己的域名添加，完成之后如下图

此方法可能不太有效，博主只是将该方法贴上，另一个码云,对，你没听错，就是码云，不是马云，类似于github，只是将他github上的转到了国内的，下载速度会大大提高，这个方法亲测可提高下载速度，但是仍然不适合firmware的下载，它是包括分支跳转的

1.编译px4 /Firmware
选择一个版本安装，两种版本没有大区别
这里安装1.8.2版本

mkdir PX4
cd PX4
git clone  https://github.com/PX4/Firmware.git
cd Firmware

git checkout v1.8.2

git submodule update --init --recursive

这里安装1.9.2版本

mkdir PX4
cd PX4
git clone https://github.com/PX4/Firmware.git
cd Firmware

git checkout v1.9.2

git submodule update --init --recursive

此时请一定耐心等待，正常需要4到5个小时，git clone速度大概是10~30kib左右，而你要下载的有500M左右，所以请务必要有耐心，博主是用了三天来搞定的，没办法（在家只能用4G热点下载的，但好像用）
下面贴出博主遇到的问题：
Firmware的仓库下载了，但是分支没有下载好，当你打开子模组的路径可以看到文件夹为空，中间出现过早的文件结束符都是网速太低导致的，所以一定要多试几次 git submodule update --init --recursive，他会将所缺的分支子模组补上

当所有子模块均安装后，执行git submodule update --init --recursive不会有响应

再执行如下
如果1.8.2版本：

make posix_sitl_default

如果1.9.2版本：

make px4_sitl_default

３.安装ros(如果安装过ros请忽略)

教程请参考：ROS安装教程

４.mavros and mavlink 安装

这里使用二进制安装：
在terminal中执行
如果是Ubuntu16的执行下面代码：

sudo apt-get install ros-kinetic-mavros ros-kinetic-mavros-extras

如果是Ubuntu18的执行下面代码：

sudo apt-get install ros-melodic-mavros ros-melodic-mavros-extras

安装完成后，依次执行

wget https://raw.githubusercontent.com/mavlink/mavros/master/mavros/scripts/install_geographiclib_datasets.sh

chmod +x install_geographiclib_datasets.sh

./install_geographiclib_datasets.sh

完毕之后执行：

roslaunch mavros px4.launch fcu_url:="udp://:[email protected]:14557"

如果出现如下错误

[FATAL] [1455208235.573568497]: UAS: GeographicLib exception: File not readable /usr/share/GeographicLib/geoids/egm96-5.pgm | Run install_geographiclib_dataset.sh script in order to install Geoid Model dataset!
================================================================================REQUIRED process [mavros-2] has died!
process has died [pid 2396, exit code -6, cmd /home/ubuntu/catkin_ws_wyz/devel/lib/mavros/mavros_node __name:=mavros __log:=/home/ubuntu/.ros/log/c5fc1ef8-d0dc-11e5-89a3-00044b65bbf5/mavros-2.log].
log file: /home/ubuntu/.ros/log/c5fc1ef8-d0dc-11e5-89a3-00044b65bbf5/mavros-2*.log
Initiating shutdown!
================================================================================
[mavros-2] killing on exit
[rosout-1] killing on exit
[master] killing on exit
shutting down processing monitor...
... shutting down processing monitor complete
done

解决方法是：

sudo /opt/ros/melodic/lib/mavros/install_geographiclib_datasets.sh

此时仍需耐心等待，大概一个多小时才能下载完成
如果出现

Gazebo [Err] [REST.cc:205] Error in REST request

执行

# 使用文本编辑器编辑以下文件
$ sudo gedit ~/.ignition/fuel/config.yaml

  # url： https://api.ignitionfuel.org  # 注释掉此行
    url: https://api.ignitionrobotics.org  # 新增此行

如果不报错，证明ok了

5. 使用ros装饰器启动gazebo(Launching Gazebo with ROS Wrappers)

如果想要修改Gazebo仿真，使其能够将额外的传感器信息直接发布到ROS主题，例如Gazebo ROS激光传感器信息，那么必须通过适当的ROS包装器来启动Gazebo
配置环境变量

sudo  vim  ~/.bashrc

export FIRMWARE_DIR={path_to_Firmware} #path_to_Firmware是你的firmware路径，如/home/zhanqx/PX4/Firmware
source $FIRMWARE_DIR/Tools/setup_gazebo.bash $FIRMWARE_DIR $FIRMWARE_DIR/build/posix_sitl_default
export ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:$FIRMWARE_DIR
export ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:$FIRMWARE_DIR/Tools/sitl_gazebo

在地图添加如上代码，path_to_Firmware是你的firmware路径，如/home/zhanqx/PX4/Firmware，请参照自己的路径添加
如下图是我的

打开新的终端，执行

roslaunch px4 mavros_posix_sitl.launch

打开的gazebo场景中会出现一架uav，至此大功告成。
如图所示：

参考链接：
https://dev.px4.io/v1.9.0/en/setup/dev_env_linux_ubuntu.html
https://zhuanlan.zhihu.com/p/91420855
https://github.com/PX4/Firmware