【总结好文】【新手避坑指南】Ubuntu18.04 轻松愉快的安装ROS并带你仿真个无人机飞行

Ubuntu18.04 ROS无人机PX4仿真环境搭建

引用文章

1. 环境搭建总流程
2. [indoor1.launch] is neither a launch file。。。。的解决办法（在最后）
3. Gazebo模型大全下载方式
4. 无人机上添加激光雷达、双目相机和下视摄像头的方法
5. catkin init/build 遇到catkin：command not found 亲测有效的解决办法。
6. 键盘控制无人机飞行

注意事项及说明

1. 纯净的Ubuntu上来先sudo apt-get update一下再进行其他的操作。
2. 做无人机仿真的ROS安装时，不要安装完整版。这一点在环境搭建总流程的链接里有明显提示，注意！
3. 第七步XTDrone源码下载期间的命令：cp -r sitl_config/models/{3d_gpu_lidar,3d_lidar,hokuyo_lidar,kinect,stereo_camera} ~/.gazebo/models/
   如果这一步出现了报错，说明Gazebo的模型没有导入成功，需要看引用文章的第3篇，成功添加后别忘了更新环境，具体看第2篇
4. 第8步使用键盘飞行无人机时，cd ~/XTDrone/communication/这一步路径有错，在cd进一层就好了，忘记是哪一层了，在里面找一找就可以了。

阉割版安装流程

安装依赖

sudo apt-get update

sudo apt install -y ninja-build exiftool python-argparse python-empy python-toml python-numpy python-yaml python-dev python-pip ninja-build protobuf-compiler libeigen3-dev genromfs xmlstarlet libgstreamer1.0-dev libgstreamer-plugins-base1.0-dev

pip2 install pandas jinja2 pyserial cerberus pyulog numpy toml pyquaternion  -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

pip3 install packaging numpy empy toml pyyaml jinja2 -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

ROS安装

1. 软件与更新中点击源代码
   
2. 清华镜像

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

3. 设置Key

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

4. 安装

sudo apt update

sudo apt install ros-melodic-desktop

5. 环境设定

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

source ~/.bashrc

6. 构建软件包的依赖关系

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

sudo apt install python-rosdep

sudo rosdep init

7. 执行rosdep update更新

rosdep update

Gazebo安装

1. 设置计算机以接受来自package.osrfoundation.org的软件

sudo sh -c 'echo "deb http://packages.osrfoundation.org/gazebo/ubuntu-stable `lsb_release -cs` main" > /etc/apt/sources.list.d/gazebo-stable.list'

cat /etc/apt/sources.list.d/gazebo-stable.list

2. 设置密钥

wget https://packages.osrfoundation.org/gazebo.key -O - | sudo apt-key add -

sudo apt-get update

3. 安装gazebo9.1

sudo apt-get install gazebo9=9.1*

4. 插件安装

sudo apt install ros-melodic-gazebo9-*

sudo apt install ros-melodic-gazebo-*

MAVROS安装

sudo apt install ros-melodic-mavros ros-melodic-mavros-extras
roscd mavros
sudo wget https://raw.githubusercontent.com/mavlink/mavros/master/mavros/scripts/install_geographiclib_datasets.sh
sudo chmod a+x ./install_geographiclib_datasets.sh
sudo ./install_geographiclib_datasets.sh 

原文说的这一步sudo ./install_geographiclib_datasets.sh需要很长时间，但是本人实际操作时很快就结束，可能是因为在国外的缘故？

PX4配置

git clone https://github.com/PX4/PX4-Autopilot.git
mv PX4-Autopilot PX4_Firmware
cd PX4_Firmware
git checkout -b xtdrone/dev v1.11.0-beta1
git submodule update --init --recursive

原文中有更快的解决方案，详细请看原文，引用文章的第一篇。

安装必要的python依赖

cd ~/PX4_Firmware
bash ./Tools/setup/ubuntu.sh --no-nuttx --no-sim-tools

编译

make px4_sitl_default gazebo

修改环境变量

source ~/catkin_ws/devel/setup.bash
source ~/PX4_Firmware/Tools/setup_gazebo.bash ~/PX4_Firmware/ ~/PX4_Firmware/build/px4_sitl_default
export ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:~/PX4_Firmware
export ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:~/PX4_Firmware/Tools/sitl_gazebo

运行

cd ~/PX4_Firmware
roslaunch px4 mavros_posix_sitl.launch

再运行

rostopic echo /mavros/state

若connected: True 则说明MAVROS与SITL通信成功。

QGC地面站安装

只有一个安装链接，本人未亲自尝试，但是好像路径规划来看，这个还是挺重要的，未深入了解过，做路径规划避障的一定要下载。
安装链接

XTDrone源码下载

git clone https://gitee.com/robin_shaun/XTDrone.git
cd XTDrone
git submodule update --init --recursive
cp sensing/gimbal/gazebo_gimbal_controller_plugin.cpp ~/PX4_Firmware/Tools/sitl_gazebo/src/
cp sitl_config/init.d-posix/rcS ~/PX4_Firmware/ROMFS/px4fmu_common/init.d-posix/
cp sitl_config/worlds/* ~/PX4_Firmware/Tools/sitl_gazebo/worlds/
cp -r sitl_config/models/* ~/PX4_Firmware/Tools/sitl_gazebo/models/ 
cp -r sitl_config/models/{3d_gpu_lidar,3d_lidar,hokuyo_lidar,kinect,stereo_camera} ~/.gazebo/models/
cp sitl_config/launch/* ~/PX4_Firmware/launch/

若期间有报错，请看注意事项中的第三条。
修改之后重新编译

cd ~/PX4_Firmware
make px4_sitl_default gazebo

编译不过更新环境再编译
更新环境：

source ~/PX4_Firmware/Tools/setup_gazebo.bash ~/PX4_Firmware/ ~/PX4_Firmware/build/px4_sitl_default
export ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:~/PX4_Firmware
export ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:~/PX4_Firmware/Tools/sitl_gazebo

用键盘控制无人机飞行

在一个终端运行

cd ~/PX4_Firmware
roslaunch px4 indoor1.launch

第二个终端运行
这一步在注意事项里有具体描述！详查！

cd ~/XTDrone/communication/
python multirotor_communication.py iris 0

第三个终端运行

cd ~/XTDrone/control/
python multirotor_keyboard_control.py iris 1 vel

之后可以查看引用文章来通过键盘操控无人机了。

一点小概念

PX4_SITL为PX4软件的仿真模块。PX4_SitL相当于在PC上运行的PX4代码，区别在于单片机运行的PX4代码传感器数据来自于真实的传感器数据， PX4_SitL的传感器数据来自于软件仿真。