Ubuntu搭建PX4无人机仿真环境
前言
本教程基于 ROS1 ，在搭建之前，必须把 ROS、MAVROS、QGC 等基础环境安装配置完成。如果没有配置完成，大家可以参考我之前的教程配置。
小白必看：
本次安装是以
PX4 v1.13.2为例。
我的配置如下：
虚拟机Ubuntu 18.04(运行内存 4G、硬盘内存 80G) 、ROS1 Melodic、QGC v4.2.6( Ubuntu 20.04 、ROS1 Noetic 、PX4 v1.13.2 同样适用；Ubuntu 20.04 、ROS1 Noetic 、PX4 v1.14.0及以上也同样适用)
- 禁止无脑复制：首先大部分命令都有先后顺序，就是要上一个命令执行成下一个才能执行成功，对于不熟悉的命令可以直接复制问
AI这样还能顺带学习学习；其次在有些情况下多个命令一起执行会出现奇怪的错误，而且有些命令旁边有注释，有时候复制上去可能也会出现错误。- 建议使用虚拟机：虽然虚拟机得性能有限，但是对于新手入门阶段是完全够用了，后续大型仿真再用双系统也比较熟悉了。而且虚拟机有一个快照功能，可以保存当前虚拟机的状态 (相当于存档)，这样如果后面出了问题要重新搭建环境，可以用快照回到上一个状态，这样就不用重头开始（我一般是安装好 ROS 拍一个、安装好 mavros 拍一个…）。
- 关于网络：由于一些懂得都得的原因，再加上每个人的网络环境不同，我们下载 GitHub上的资源、安装 Python 包、apt 安装包等会时快时慢，所以大家会换源，比如一开始的换 apt 软件安装源等。但是下载资源一定要耐心，如果是网络问题，可以尝试多执行几次命令，而且有些我也给了相应的解决方案。
1. 准备
1.1 下载源码
方式一：从 Github 上下载，但是比较考验个人网速
sudo apt install git
git clone https://github.com/PX4/PX4-Autopilot.git # 下载源码
mv PX4-Autopilot PX4_Firmware # 更改目录名
cd PX4_Firmware
git checkout v1.13.2 # 切换版本
git submodule update --init --recursive # 更新下载子模块
从提供的网盘里下，或者从QQ群(961297255)里下载
链接: 百度网盘 请输入提取码
提取码: krb5
下载后解压，然后执行下面命令：
cd PX4_Firmware
wget https://gitee.com/tyx6/mytools/raw/main/px4/set_executable.sh
chmod +x set_executable.sh
./set_executable.sh
1.2 安装依赖
cd ~/PX4_Firmware/Tools/setup
修改文件 （就修改了一个 python 包版本和把 pip 安装源换成了清华源），这一步是可做可不做，如果觉得python 包下载太慢了，可以试试
sed -i.bak 's/empy>=3.3/empy==3.3.4/' ./requirements.txt sed -i.bak 's|\/requirements.txt|\/requirements.txt -i https:\/\/pypi.tuna.tsinghua.edu.cn\/simple|' ./ubuntu.sh
chmod +x ubuntu.sh
./ubuntu.sh --no-nuttx --no-sim-tools
# 这是官方提供的脚本 有两个可选参数
# --no-sim-tools 不安装仿真环境
# --no-nuttx 不安装交叉编译环境
#（如果需要自己编译飞控固件，烧录到飞控中，那就需要交叉编译环境）
# 脚本执行时间，跟个人网络有关，可能需要一段时间
重启 Ubuntu
1.3 安装 Gazebo
Gazebo是一款强大的3D仿真软件，主要用于机器人学的研究和开发。它提供了高度逼真的物理模拟环境，包括动力学、碰撞检测、传感器模型以及与真实世界相似的物理属性如重力、摩擦力等。Gazebo可以模拟各种类型的机器人，从移动机器人、无人机到机械臂，甚至可以模拟整个城市环境。（由于Gazebo版本变化，现在也叫 Gazebo Classic）
注： 使用之前要检查是否已经安装了 gazebo ，建议使用官方推荐的gazebo版本：
gazebo --version
如果出现 上图内容，说明没有安装，如果出现了 gazebo的版本信息 说明已经安装了，要卸载，命令如下：
sudo apt-get remove gazebo*
sudo apt-get remove libgazebo*
sudo apt-get remove ros-$ROS_DISTRO-gazebo*
卸载完后，开始安装**（Ubuntu 18 会安装 gazebo 9.19，Ubuntu 20 会安装 gazebo 11.15.1）**：
cd ~/PX4_Firmware/Tools/setup
./ubuntu.sh --no-nuttx
# 这一步会安装仿真环境，包括gazebo
# 脚本执行时间，跟个人网络有关，可能需要一段时间
sudo apt-get install ros-$ROS_DISTRO-gazebo-ros-pkgs ros-$ROS_DISTRO-gazebo-ros-control
sudo apt update && sudo apt upgrade
重启 Ubuntu ，之后测试一下gazebo
gazebo --version
再运行一下 gazebo ：
gazebo
如果是在虚拟机上，可能出现上图错误，输入以下命令：
echo "export SVGA_VGPU10=0" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc
重新运行
gazebo
出现类似下图，表示运行成功：
注：
运行Gazebo仿真，可能会缺模型，这时会自动下载，Gazebo模型服务器在国外，自动下载会比较久，所以我们可以先下载到本地。
git clone https://gitee.com/tyx6/gazebo_models.git
# 检测文件夹 ~/.gazebo/models 是否存在，如果不存在就创建文件夹
if [ ! -d "~/.gazebo/models" ]; then mkdir -p ~/.gazebo/models ;fi
mv ./gazebo_models/* ~/.gazebo/models/
或者也可以用下面提供的ZIP压缩包，将该压缩包里的模型文件放在 ~/.gazebo/models/ 路径下，然后可以看到很多模型文件。
如果下载慢，可以从网盘里下，或者从QQ群(961297255)里下载
链接：百度网盘 请输入提取码
提取码：ud28
2. 编译
cd ~/PX4_Firmware
make px4_sitl_default gazebo # 这步可能有点慢
出现类似下图，表示编译成功 
注：如果运行后终端有下图报错，这个不影响仿真，不用管也行。这是因为 gazebo 会检查 models 文件夹下是否有 model.config 文件，但是 .git 文件夹不属于 model 文件，那自然也不会有 model.config 文件。如果觉得难受就从其他model.config文件复制修改一个过来，或者删掉 .git 文件夹。
3. 配置环境
将下面语句添加到 ~/.bashrc(此文件在主目录下，是个隐藏文件) 文件中（前两个source顺序不能颠倒，路径要根据自己的实际路径修改，如果一直按照我的步骤来，应该是不用修改）
gedit ~/.bashrc # 打开文件
source ~/catkin_ws/devel/setup.bash # 可选
source ~/PX4_Firmware/Tools/setup_gazebo.bash ~/PX4_Firmware ~/PX4_Firmware/build/px4_sitl_default
export ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:~/PX4_Firmware
export ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:~/PX4_Firmware/Tools/sitl_gazebo
v1.14
source ~/catkin_ws/devel/setup.bash # 可选
source ~/PX4_Firmware/Tools/simulation/gazebo-classic/setup_gazebo.bash ~/PX4_Firmware ~/PX4_Firmware/build/px4_sitl_default
export ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:~/PX4_Firmware
export ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:~/PX4_Firmware/Tools/simulation/gazebo-classic/sitl_gazebo-classic
注： 为了方便大家，我做了一个自动添加环境的脚本，效果与手动添加等同，只要有一个成功就行。
首先下载脚本，然后将脚本放入你的 PX4 源码目录下，再执行（以我的为例）cd ~/PX4_Firmware wget https://gitee.com/tyx6/mytools/raw/main/px4/setenv.sh # 添加可执行权限 chmod +x setenv.sh ./setenv.sh执行完后如下所示
再运行（最好重启一下 Ubuntu ）：
source ~/.bashrc
关掉终端，再次打开，会像下图一样：
4. 测试
在终端输入下面命令：
roslaunch px4 mavros_posix_sitl.launch
注： 有时启动Gazebo会出现奇怪的报错，这时可以通过
killall -9 gzclient和killall -9 gzserver彻底关闭Gazebo，再启动roslaunch尝试解决，或通过重启电脑尝试解决。
打开另一个终端，运行下面命令，查看MAVROS与仿真无人机通信状况。若connected: True，则通信成功，如果是false，一般是因为 .bashrc 里的路径写的不对，请仔细检查。
rostopic echo /mavros/state | grep connected # 只查看 connected 信息
rostopic echo /mavros/state # 只查看全部信息
到这 PX4 无人机基本仿真环境就搭建完成了，大家可以基于此来拓展自己的仿真。
参考
仿真平台基础配置（对应PX4 1.13版） (yuque.com)
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