ros與px4無人機仿真環境

前言

環境准備

虛擬機 VMWare Workstation Pro 15.5
系統鏡像 ubuntu-18.04.6-desktop-amd64.iso
如果有需要，可以私信我發送。

安裝系統

虛擬機創建與系統安裝

1. 在VMWare中，新建虛擬機
   選擇自定義
   
2. 設置光盤映像文件
   
3. 設置 Linux名稱 和 用戶名
   
4. 設置虛擬機名稱以及存放位置
   簡易將虛擬機保存在C盤以外的盤符。
   
5. 處理器配置
   這個配置按需要配置就好。這些處理器和 本機的參數不一定一致，虛擬機會虛擬出這些處理器。
   
6. 虛擬機內存
   按自己電腦配置配置，盡量大一些。
   
7. 磁盤容量
   盡量大一些，最好不要小於40GB
   
8. 完成，等待開機即可

Ububtu設置

設置中文

settings --> Region & Language
點擊 Manage Installed Languages，安裝中文

更換鏡像源

打開軟件與更新的文件，在Ubuntu Software欄里我們可以看到Ubuntu下載和更新源的網址，在這里更換網址為國內鏡像源的網址即可，然后點擊Revert並更新一下軟件包。

開啟終端（Ctrl + Alt + T）
首先將ubuntu下的source.list進行備份，以免后期出現問題無法恢復。

$ sudo cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bcakup

編輯sources.list

$ sudo gedit /et/apt/sources.list

將所有http://cn.archive.ubuntu.com替換為http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn

# deb cdrom:[Ubuntu 18.04.6 LTS _Bionic Beaver_ - Release amd64 (20210915)]/ bionic main restricted

# See http://help.ubuntu.com/community/UpgradeNotes for how to upgrade to
# newer versions of the distribution.
deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic main restricted
# deb-src http://us.archive.ubuntu.com/ubuntu/ bionic main restricted

## Major bug fix updates produced after the final release of the
## distribution.
deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-updates main restricted
# deb-src http://us.archive.ubuntu.com/ubuntu/ bionic-updates main restricted

## N.B. software from this repository is ENTIRELY UNSUPPORTED by the Ubuntu
## team. Also, please note that software in universe WILL NOT receive any
## review or updates from the Ubuntu security team.
deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic universe
# deb-src http://us.archive.ubuntu.com/ubuntu/ bionic universe
deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-updates universe
# deb-src http://us.archive.ubuntu.com/ubuntu/ bionic-updates universe

## N.B. software from this repository is ENTIRELY UNSUPPORTED by the Ubuntu 
## team, and may not be under a free licence. Please satisfy yourself as to 
## your rights to use the software. Also, please note that software in 
## multiverse WILL NOT receive any review or updates from the Ubuntu
## security team.
deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic multiverse
# deb-src http://us.archive.ubuntu.com/ubuntu/ bionic multiverse
deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-updates multiverse
# deb-src http://us.archive.ubuntu.com/ubuntu/ bionic-updates multiverse

## N.B. software from this repository may not have been tested as
## extensively as that contained in the main release, although it includes
## newer versions of some applications which may provide useful features.
## Also, please note that software in backports WILL NOT receive any review
## or updates from the Ubuntu security team.
deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-backports main restricted universe multiverse
# deb-src http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-backports main restricted universe multiverse

## Uncomment the following two lines to add software from Canonical's
## 'partner' repository.
## This software is not part of Ubuntu, but is offered by Canonical and the
## respective vendors as a service to Ubuntu users.
# deb http://archive.canonical.com/ubuntu bionic partner
# deb-src http://archive.canonical.com/ubuntu bionic partner

deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-security main restricted
# deb-src http://security.ubuntu.com/ubuntu bionic-security main restricted
deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-security universe
# deb-src http://security.ubuntu.com/ubuntu bionic-security universe
deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-security multiverse
# deb-src http://security.ubuntu.com/ubuntu bionic-security multiverse

更新軟件列表並升級

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get upgrade

安裝ROS

ROS的版本也有很多種，它主要和Ubuntu系統的版本一一對應，因此你的系統版本決定了你需要下載的ROS版本，比如我們使用的是Ubuntu 18.04，因此，將選擇Melodic版本。
可以參考官網的安裝步驟

設置sources.list

Setup your computer to accept software from packages.ros.org.
讓你的電腦可以接受來自 packages.ros.org 的軟件

$ sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'

也可以設置為清華的源

$ sudo sh -c '. /etc/lsb-release && echo "deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ros/ubuntu/ $DISTRIB_CODENAME main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'

設置keys

設置下載密鑰

$ sudo apt-key adv --keyserver 'hkp://keyserver.ubuntu.com:80' --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654

安裝ROS

首先確保你的軟件包及依賴都是最新的，以免發生致命(Fatal error)的錯誤。

$ sudo apt update

官網提供了三種安裝方式，但是考慮到大家后續的用途都是比較廣泛的（且為了避免麻煩），因此推薦大家都安裝完整的桌面版本。

$ sudo apt install ros-melodic-desktop-full

漫長的等待下載和安裝過程。

添加環境變量

執行如下的命令將環境變量直接手動添加至.bashrc文件里，這樣就能保證每次在打開終端的時候都能自動的為終端添加ROS的環境變量。

$ echo "source /opt/ros/melodic/setup.bash" >> ~/.bashrc

讓環境變量生效：

$ source ~/.bashrc

安裝一些功能包的依賴項

到目前為止，您已經安裝了運行核心ROS包所需的軟件。為了創建和管理自己的ROS工作區，有各種工具和需求分別分發。
例如，rosinstall是一個常用的命令行工具，它使您可以通過一個命令輕松下載ROS包的多個源代碼樹。
要安裝此工具和其他用於構建ROS包的依賴項，請運行：

$ sudo apt install python-rosdep python-rosinstall python-rosinstall-generator python-wstool build-essential

初始化rosdep

在使用許多ROS工具之前，需要初始化rosdep。rosdep使您能夠輕松地為要編譯的源代碼安裝系統依賴項，並且是在ROS中運行一些核心組件所必需的。如果您尚未安裝rosdep，請按以下步驟進行安裝。

$ sudo apt install python-rosdep

之后，執行下面的命令，來初始化rosdep

$ sudo rosdep init
$ rosdep update

如果順利的話，這樣已經成功安裝了ros。
但是，世界總是這么不僅人意。大多數情況下，會報如下的錯誤：

打開host文件

$ sudo gedit /etc/hosts

在末尾添加語句：

151.101.84.133 raw.githubusercontent.com

重新執行初始化的兩條命令

測試

在三個終端中分別鍵入以下命令：

$ roscore
$ rosrun turtlesim turtlesim_node
$ rosrun turtlesim turtle_teleop_key

PX4固件下載

同樣可以參考官網教程

克隆源代碼

新建一個文件夾，這個文件夾可以隨便取名

$ sudo mkdir -p workspace/px4_src
$ cd ~/workspace/px4_src

克隆源代碼.
這一步非常非常需要網絡，如有必要也可以在終端使用其它的一種上網方式，懂得都懂。

$ sudo git clone https://github.com/PX4/PX4-Autopilot.git --recursive

安裝相關依賴和仿真環境

進入克隆好的文件夾目錄下，運行腳本文件，安裝相關依賴和仿真環境

由於我們並不直接使用Nuttx系統，因此並不需要安裝關於nuttx的相關依賴和環境， 同時由於我們在前面安裝ROS的時候已經自帶了Gazebo仿真環境，因此，這里切記一定不要勾選仿真工具，選擇no-sim-tools，否則會出現仿真環境版本沖突的情況。

$ cd PX4-Autopilot/Tools/setup
$ bash ubuntu.sh --no-nuttx --no-sim-tools

編譯測試

由於我們后期仿真都是建立在gazebo上，因此可以直接執行如下代碼

$ cd ~/px4_src/PX4-Autopilot
$ make px4_sitl gazebo

注：由於前面我們沒有選擇仿真工具，因此在這里大多數人會報錯，缺少一個依賴，如下圖所示。

地面站下載

地面站的下載較為方便，進入下面的網站，找到和你操作系統相匹配的可執行文件進行下載即可。
Dronecode
在運行前我們還需要對其進行加權，然后雙擊即可打開，打開界面如下圖所示。

$ chmod +x ./QGroundControl.AppImage

MAVROS下載

$ sudo apt install ros-melodic-mavros*
$ sudo /opt/ros/melodic/lib/mavros/install_geographiclib_datasets.sh