ROS2-PX4学习笔记

ROS2-PX4学习笔记

前言

做毕设其实是个有点痛苦的过程。

毕竟所有东西都得现学，然后探索，时间又有限。

研究没接触过的新东西，总会失败，没有产出，搞久了人难受。

所以还是写一点东西吧。

我挺想把这个坑做成一个系列的，因为互联网上就没有ROS2 Jazzy和Gazebo Harmonic，再加上PX4-Autopilot无人机的中文教程。

之后上真机的时候，还要琢磨一下树莓派怎么玩。

聊聊ROS2的学习

首先极力推荐https://github.com/MOGI-ROS，一步步指导如何基于ROS2 Jazzy和Gazebo Harmonic，构建一个两轮小车，安装传感器，进行导航。

这个教程的优势在于，它指导我们从零开始，以项目为引领，直接开始上手做项目，学习路径相对较短。而且我暂时也没找到讲ROS2和Gazebo sim的什么讲得好的网上教程。

此外，《ROS2智能机器人开发实践》这本书也值得参考，它对ROS2的各类机制讲的比较多，而且花大篇幅讨论了如何在现实中搓一个小的俩轮机器人出来。

另外，安装ROS2的话，一般需要Ubuntu系统，我推荐大伙整一块外置固态硬盘，PCIE3.0的就行，空间一般不少于1个T，还有硬盘盒一定要整个好的，最好不低于200块。

安装ROS2可以参考这个网站，一键安装工具：https://fishros.org.cn/forum/topic/20/小鱼的一键安装系列

当然，学习了ROS2和Gazebo的机器人应用之后，还得转向无人机。目前我还没研究到这一块，暂时先把PX4的官方文档挂着，等过段时间开搞的时候，再自行总结些内容。

https://docs.px4.io/main/en/ros2/user_guide.html 这个是ROS2 PX4的用户教程，先把这块操作一遍。

接着是ROS2和PX4的通信机制。

https://docs.px4.io/main/en/ros2/px4_ros2_interface_lib.html 这个是PX4和ROS2的控制接口和导航接口。

https://docs.px4.io/main/en/middleware/uxrce_dds.html 这个是PX4和ROS2的DDS桥。

https://docs.px4.io/main/en/ros2/px4_ros2_msg_translation_node.html 这个是PX4和ROS2的消息转换节点。

进度

目前我已经学到用代码搓一个小车的模型，装上单目相机和IMU；能通过脚本启动Gazebo sim模拟和Rviz2，能在ROS2终端用键盘控制小车运动，并能获取小车装的相机实时回传的图像。

下一步，根据教程，我还需要学习安装GPS、激光雷达，然后尝试使用OpenCV进行简单的图像处理。

接着就是Navigation2这个导航包了，也是我毕设最难的部分之一。

导航主要分成3个部分：建图、定位和导航。其中，建图和定位不是我毕设的重点，直接调已有的包就行了。

导航的话，虽然我现在用的是A*算法，已有的规划器，但是后面我必须要自己手搓一个规划器出来，算法上也得升级一轮，这里还没有主意。

这块折腾完之后，就得转向PX4那一块，认认真真看看怎样实现：

• 带有激光雷达的无人机，能成功通过ROS2脚本调用，在Gazebo sim中显示，这个可能不能用make px4_sitl gz_x500，这样做应该就没有跟ROS2的通信了；
• ROS2脚本能实现连接PX4软件包，和我的Navigation2的包，其中激光雷达的信息要从无人机传到Navigation2这边，然后从导航包输出控制信息到无人机，这个是绝对重点；
• 最后模拟要的效果是，我在Rviz上选地图上的一个点，已知未知都行，无人机能边建图边规划，然后导航还得是三维的。（就是三维导航是不是得用Ego-planner？这又是另外的学习路径了，等后面加紧研究）
• 一旦模拟能跑通，我的消息传递和建图定位规划都没问题，就需要上真机。一个是把我的包搞到机载电脑上，二个是无人机和地面站之间的通信，三个是定位需要改成用Lab里面的动捕，这个工作量也很大。而且还有个问题，我真机的飞控板还不知道是什么鬼样，只能祈祷我不用自己写飞控吧。

总之希望能按时完成。

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