ros与px4无人机仿真环境

前言

环境准备

虚拟机 VMWare Workstation Pro 15.5
系统镜像 ubuntu-18.04.6-desktop-amd64.iso
如果有需要，可以私信我发送。

安装系统

虚拟机创建与系统安装

1. 在VMWare中，新建虚拟机
   选择自定义
   
2. 设置光盘映像文件
   
3. 设置 Linux名称 和 用户名
   
4. 设置虚拟机名称以及存放位置
   简易将虚拟机保存在C盘以外的盘符。
   
5. 处理器配置
   这个配置按需要配置就好。这些处理器和 本机的参数不一定一致，虚拟机会虚拟出这些处理器。
   
6. 虚拟机内存
   按自己电脑配置配置，尽量大一些。
   
7. 磁盘容量
   尽量大一些，最好不要小于40GB
   
8. 完成，等待开机即可

Ububtu设置

设置中文

settings --> Region & Language
点击 Manage Installed Languages，安装中文

更换镜像源

打开软件与更新的文件，在Ubuntu Software栏里我们可以看到Ubuntu下载和更新源的网址，在这里更换网址为国内镜像源的网址即可，然后点击Revert并更新一下软件包。

开启终端（Ctrl + Alt + T）
首先将ubuntu下的source.list进行备份，以免后期出现问题无法恢复。

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

编辑sources.list

$ sudo gedit /et/apt/sources.list

将所有http://cn.archive.ubuntu.com替换为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

更新软件列表并升级

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

安装ROS

ROS的版本也有很多种，它主要和Ubuntu系统的版本一一对应，因此你的系统版本决定了你需要下载的ROS版本，比如我们使用的是Ubuntu 18.04，因此，将选择Melodic版本。
可以参考官网的安装步骤

设置sources.list

Setup your computer to accept software from packages.ros.org.
让你的电脑可以接受来自 packages.ros.org 的软件

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

也可以设置为清华的源

$ 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'

设置keys

设置下载密钥

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

安装ROS

首先确保你的软件包及依赖都是最新的，以免发生致命(Fatal error)的错误。

$ sudo apt update

官网提供了三种安装方式，但是考虑到大家后续的用途都是比较广泛的（且为了避免麻烦），因此推荐大家都安装完整的桌面版本。

$ sudo apt install ros-melodic-desktop-full

漫长的等待下载和安装过程。

添加环境变量

执行如下的命令将环境变量直接手动添加至.bashrc文件里，这样就能保证每次在打开终端的时候都能自动的为终端添加ROS的环境变量。

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

让环境变量生效：

$ source ~/.bashrc

安装一些功能包的依赖项

到目前为止，您已经安装了运行核心ROS包所需的软件。为了创建和管理自己的ROS工作区，有各种工具和需求分别分发。
例如，rosinstall是一个常用的命令行工具，它使您可以通过一个命令轻松下载ROS包的多个源代码树。
要安装此工具和其他用于构建ROS包的依赖项，请运行：

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

初始化rosdep

在使用许多ROS工具之前，需要初始化rosdep。rosdep使您能够轻松地为要编译的源代码安装系统依赖项，并且是在ROS中运行一些核心组件所必需的。如果您尚未安装rosdep，请按以下步骤进行安装。

$ sudo apt install python-rosdep

之后，执行下面的命令，来初始化rosdep

$ sudo rosdep init
$ rosdep update

如果顺利的话，这样已经成功安装了ros。
但是，世界总是这么不仅人意。大多数情况下，会报如下的错误：

打开host文件

$ sudo gedit /etc/hosts

在末尾添加语句：

151.101.84.133 raw.githubusercontent.com

重新执行初始化的两条命令

测试

在三个终端中分别键入以下命令：

$ roscore
$ rosrun turtlesim turtlesim_node
$ rosrun turtlesim turtle_teleop_key

PX4固件下载

同样可以参考官网教程

克隆源代码

新建一个文件夹，这个文件夹可以随便取名

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

克隆源代码.
这一步非常非常需要网络，如有必要也可以在终端使用其它的一种上网方式，懂得都懂。

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

安装相关依赖和仿真环境

进入克隆好的文件夹目录下，运行脚本文件，安装相关依赖和仿真环境

由于我们并不直接使用Nuttx系统，因此并不需要安装关于nuttx的相关依赖和环境， 同时由于我们在前面安装ROS的时候已经自带了Gazebo仿真环境，因此，这里切记一定不要勾选仿真工具，选择no-sim-tools，否则会出现仿真环境版本冲突的情况。

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

编译测试

由于我们后期仿真都是建立在gazebo上，因此可以直接执行如下代码

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

注：由于前面我们没有选择仿真工具，因此在这里大多数人会报错，缺少一个依赖，如下图所示。

地面站下载

地面站的下载较为方便，进入下面的网站，找到和你操作系统相匹配的可执行文件进行下载即可。
Dronecode
在运行前我们还需要对其进行加权，然后双击即可打开，打开界面如下图所示。

$ chmod +x ./QGroundControl.AppImage

MAVROS下载

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