Linux系统ubuntu20.04 无人机PX4 开发环境搭建

安装Ubuntu对应版本的Ros

此处省略

PX4固件下载

PX4的源码处于GitHub，因为众所周知的原因git clone经常失败，此处从Gitee获取PX4源码和依赖模块。

git clone https://gitee.com/voima/PX4-Autopilot.git

使用cd命令切换到 px4项目文件目录：

cd ~/PX4-Autopilot
#切换到1.14.0分支，当然也可以尝试其他版本
# 使用以下命令切换版本，以V1.14.0为例：
git checkout v1.14.0

因为PX4的完整项目是嵌套子模块存储的，以上命令只下载了px4的基本代码，所以我们要进行子模块的下载，运行下列命令：

# 此部分不执行，解释作用：
#在~/PX4-Autopilot目录下执行
#git submodule update --init --recursive 
#以上命令中，submodule是子模块的意思， —init 选项会初始化，并注册子模块的地址，—recursive选项会递归克隆子模块。
#此更新的链接来源于：~/PX4-Autopilot/.gitmodules(注意是隐藏文件)# 执行此部分：
#需要先进入~/PX4-Autopilot/.gitmodules文件vi ~/PX4-Autopilot/.gitmodules#将文件打开，可以看到里面都github的地址，直接用上面的命令，会很难成功
#所以：将其更新为 gitee 的地址，已经整理测试好了，直接替换掉文件的内容即可[submodule "src/modules/mavlink/mavlink"]path = src/modules/mavlink/mavlinkurl = https://gitee.com/wtp95/mavlink.gitbranch = master
[submodule "Tools/flightgear_bridge"]path = Tools/simulation/flightgear/flightgear_bridgeurl = https://gitee.com/seokhb/PX4-FlightGear-Bridge.git
[submodule "Tools/simulation/gazebo-classic/sitl_gazebo-classic"]path = Tools/simulation/gazebo-classic/sitl_gazebo-classicurl = https://gitee.com/seokhb/PX4-SITL_gazebo-classic.gitbranch = main
[submodule "Tools/simulation/jmavsim/jMAVSim"]path = Tools/simulation/jmavsim/jMAVSimurl = https://gitee.com/seokhb/jMAVSim.gitbranch = main
[submodule "Tools/simulation/jsbsim/jsbsim_bridge"]path = Tools/simulation/jsbsim/jsbsim_bridgeurl = https://gitee.com/seokhb/px4-jsbsim-bridge.git
[submodule "platforms/nuttx/NuttX/apps"]path = platforms/nuttx/NuttX/appsurl = https://gitee.com/seokhb/NuttX-apps.gitbranch = px4_firmware_nuttx-10.3.0+
[submodule "platforms/nuttx/NuttX/nuttx"]path = platforms/nuttx/NuttX/nuttxurl = https://gitee.com/seokhb/NuttX.gitbranch = px4_firmware_nuttx-10.3.0+-v1.14
[submodule "src/drivers/cyphal/public_regulated_data_types"]path = src/drivers/cyphal/public_regulated_data_typesurl = https://gitee.com/seokhb/public_regulated_data_types.git
[submodule "src/drivers/cyphal/legacy_data_types"]path = src/drivers/cyphal/legacy_data_typesurl = https://gitee.com/jiyuanwangxs/legacy_data_types.gitbranch = legacy
[submodule "src/drivers/cyphal/libcanard"]path = src/drivers/cyphal/libcanardurl = https://gitee.com/seokhb/libcanard.git
[submodule "src/drivers/gps/devices"]path = src/drivers/gps/devicesurl = https://gitee.com/seokhb/PX4-GPSDrivers.gitbranch = main
[submodule "src/drivers/uavcan/libuavcan"]path = src/drivers/uavcan/libuavcanurl = https://gitee.com/seokhb/libuavcan.git
[submodule "src/lib/crypto/libtomcrypt"]path = src/lib/crypto/libtomcrypturl = https://gitee.com/seokhb/libtomcrypt.gitbranch = px4
[submodule "src/lib/crypto/libtommath"]path = src/lib/crypto/libtommathurl = https://gitee.com/seokhb/libtommath.gitbranch = px4
[submodule "src/lib/crypto/monocypher"]path = src/lib/crypto/monocypherurl = https://gitee.com/seokhb/Monocypher.gitbranch = px4
[submodule "src/lib/events/libevents"]path = src/lib/events/libeventsurl = https://gitee.com/seokhb/libevents.gitbranch = main
[submodule "src/modules/uxrce_dds_client/Micro-XRCE-DDS-Client"]path = src/modules/uxrce_dds_client/Micro-XRCE-DDS-Clienturl = https://gitee.com/seokhb/Micro-XRCE-DDS-Client.gitbranch = px4# 然后执行下面的命令，就可以了
git submodule update --init --recursive有的子模块还是走的github，失败了就多执行几次，直到用上面命令不再下载东西了就可以了

开发环境搭建

PX4的完整代码已经下载完了，接下来就是配置开发环境。PX4源码中已经提供了开发环境配置的脚本，在/PX4-Autopilot/Tools/setup目录中，该目录下的文件如下：

# 在执行脚本之前，需要手动安装一些模块，配置环境变量
sudo apt install python3-pip
pip3 install kconfiglib
pip3 install --user jinja2
pip3 install --user jsonschema
sudo apt-get update
sudo apt-get install libgstreamer1.0-0 gstreamer1.0-plugins-base gstreamer1.0-plugins-good gstreamer1.0-plugins-bad gstreamer1.0-plugins-ugly gstreamer1.0-libav gstreamer1.0-doc gstreamer1.0-tools gstreamer1.0-x gstreamer1.0-alsa gstreamer1.0-gl gstreamer1.0-gtk3 gstreamer1.0-qt5 gstreamer1.0-pulseaudio libgstreamer1.0-dev libgstreamer-plugins-base1.0-dev# 然后需配置~/.bashrc文件，打开该文件，在底部添加如下内容，保存：
vi ~/.bashrc
写入：
# >>> PX4 initialize >>>
source ~/PX4-Autopilot/Tools/simulation/gazebo-classic/setup_gazebo.bash ~/PX4-Autopilot ~/PX4-Autopilot/build/px4_sitl_default
export ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:~/PX4-Autopilot
export ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:~/PX4-Autopilot/Tools/simulation/gazebo-classic/sitl_gazebo-classic
# <<< PX4 initialize <<<然后执行脚本：
cd /PX4-Autopilot/Tools/setup# 可以看到里面有Arch/Macos和ubuntu系统的配置脚本。
# 因为是ubuntu系统，所以运行ubuntu.sh文件
# 这是一个脚本文件，里面是一些bash命令，可以理解为一系列下载px4开发环境的代码。在上图界面右键选择在终端打开，使用下列命令运行：bash ubuntu.sh# 然后进行编译：cd ~/PX4-Autopilot  # 也可以 roscd px4
make px4_sitl_default gazebo

**  如果出现下面的错误，一直在等待master  **> [Msg] Waiting for master.
[Err] [ConnectionManager.cc:121] Failed to connect to master in 30 seconds.
[Err] [gazebo_shared.cc:78] Unable to initialize transport.
[Err] [gazebo_client.cc:56] Unable to setup Gazebo
则需要在.bashrc文件的最后一行加入
source /opt/ros/noetic/setup.bash**  如果执行make px4_sitl_default gazebo显示：  **ninja: error: unknown target 'gazebo'
make: *** [Makefile:227：px4_sitl] 错误 1
# 则需要先安装gazebo：
sudo apt install gazebo libgazebo-dev# 然后手动检查仿真目标配置文件：
打开 PX4-Autopilot/boards/px4/sitl 目录。
检查是否存在 default.cmake 或 gazebo.cmake 文件。# 如果文件缺失或配置错误，可以从官方仓库重新下载：
git checkout origin/main -- boards/px4/sitl

然后再启动
终端出现如下，gazebo启动，中间有个小飞机，则代表开发环境搭建成功

MAVROS安装

安装geographiclib数据库（GeographicLib是一个用于解决地理坐标转换、大地测量（geodesy）和地图投影等问题的库，广泛用于航空航天和GIS（地理信息系统）领域）

安装MAVROS

sudo apt install ros-noetic-mavros ros-noetic-mavros-extraswget https://gitee.com/robin_shaun/XTDrone/raw/master/sitl_config/mavros/install_geographiclib_datasets.sh
sudo chmod a+x ./install_geographiclib_datasets.sh
sudo ./install_geographiclib_datasets.sh# 检查MAVROS是否安装成功可输入如下命令：
roslaunch px4 mavros_posix_sitl.launch# 新打开一个终端，输入：
rostopic echo mavros/state

看到connected为True 则 MAVROS安装成功

安装地面站QGC

首先执行下面指令

sudo usermod -a -G dialout $USER
sudo apt-get remove modemmanager -y# 安装一些依赖库
sudo apt install gstreamer1.0-plugins-bad gstreamer1.0-libav gstreamer1.0-gl -y
sudo apt install libfuse2 -y
sudo apt install libxcb-xinerama0 libxkbcommon-x11-0 libxcb-cursor0 -y

然后系统登出再登入，确定改变了用户权限

下面开始安装QGC:
下载QGroundControl.AppImage

下载链接（https://d176tv9ibo4jno.cloudfront.net/latest/QGroundControl.AppImage）
将该文件移动到主目录下面
通过指令更改权限，和运行

chmod +x ./QGroundControl.AppImage
./QGroundControl.AppImage

然后会运行QGC的软件

之后双击 QGroundControl.AppImage 图标也可以运行该软件