gazebo与PX4联合仿真

自主无人机定义

 

 
功能框架
 

 
开发流程
 


 
项目代码框架
 

项目流程


gazebo的文件类型

仿真的类型

⮚ SITL 全称为Software in the loop，即软件在换仿真。
⮚
仿真首先分为软件在环仿真（SITL）和硬件在环仿真（HITL）。目前来看，软件在环仿真更简单实现及方便。我博士就读的课题组就是专门做导弹的半实物仿真的，个人认为硬件在环仿真需要加上转台才能真正意义发
挥出作用，不然只是在Pixhawk板子上跑仿真环境，毫无指导意义。
⮚
软件在环仿真一共是有jMAVSim、Gazebo、AirSim这三种。jMAVSim是一个轻量级的仿真器，目前只支持四旋翼仿真。AirSim我不太清楚，没有使用过，这里就不评价了。Gazebo是我们今
天的主角，支持旋翼、固定翼、倾转、小车等，是所有仿真器里支持平台最多的，也能支持多个无人机的仿真，在各个仿真器比较的表格里。

⮚ Flight stack代表飞控即PX4，Simulator代表仿真器（如Gazebo）。所有仿真器与PX4的通讯都是
通过MAVLink消息来进行的，SITL使用simulator模块中的simulator_mavlink.cpp来处理这些消息，而HITL是使用mavlink模块中的mavlink_receiver.
cpp来处理这些消息。梳理一下这里的消息流向：

⮚ PX4到仿真器。PX4给仿真器只会发送一个HIL_ACTUATOR_CONTROLS的MAVLink消息，熟悉PX4的应该知道这个对应的uORB消息是
actuator_outputs.msg，也就是姿态控制器最后的输出控制量。这里也就意味着，混控是在仿真器中进行的，仿真器中也包含电机的模型。
⮚ 仿真器到PX4。仿真器的作用就是模拟真实飞行，即模拟计算出真实飞行时的传感器状态，包括GPS，IMU等，将这些信息发送给飞控后，再由飞控中的估计模块计算出飞机状态量。
⮚ 外部到PX4。这里的外部就比如地面站QGC（可以外接遥控器），Mavros，Dronecode SDK等，这里也就可以模拟我们平时控制飞机的方式。

启动gazebo仿真

切换到对应的固件文件夹（注意每个人的文件夹是不一样的）
cd ~/src/Firmware
make px4_sitl_default gazebo
设置终端环境，因为需要终端ROS的包存在那个路径下，相当于我们Windows系统的添加环境变量。

运行仿真
roslaunch px4 posix_sitl.launch
运行 Mavros
roslaunch mavros px4.launch fcu_url:=“udp://:[email protected]:14557”
udp为UDP通信的端口，一个无人机默认端口
运行之后可以启动QGC地面站，自己可以查看各种传感器的数据，我以IMU为类
rostopic echo /mavros/imu/data
其他传感器数据可以使用rostopic list查看