Ubuntu20.04 下 PX4+Gazebo+Mid360+Tare Planner 环境搭建

2.3 Launch 文件适配：指定仿真环境

修改 PX4-Autopilot/launch/mavros_posix_sitl.launch，配置室内仿真世界和车辆模型：

<!-- 核心参数修改 -->
<arg name="vehicle" default="r1_rover"/>
<arg name="world" default="$(find mavlink_sitl_gazebo)/worlds/indoor.world"/>
<arg name="sdf" default="$(find mavlink_sitl_gazebo)/models/$(arg vehicle)/$(arg vehicle).sdf"/>
<!-- MAVROS 通信配置 -->
<arg name="fcu_url" default="udp://:14540@localhost:14557"/>

三、依赖编译：Livox 仿真与 Fast-LIO

完成传感器配置后，编译激光雷达仿真和 SLAM 相关包（基于 px4_ws 工作空间）：

cd ~/px4_ws
# 编译 Livox 激光雷达仿真包
catkin build livox_laser_simulation
# 编译 Fast-LIO（激光 SLAM 核心）
catkin build fast_lio

四、一键运行：PX4+Gazebo+Fast-LIO

4.1 启动 PX4 Gazebo 仿真

cd ~/px4_ws
source devel/setup.bash
cd src/PX4/PX4-Autopilot
# 配置 Gazebo 环境变量
source Tools/setup_gazebo.bash $(pwd) $(pwd)/build/px4_sitl_default
export ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:$(pwd)
export ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:$(pwd)/Tools/sitl_gazebo
# 启动核心仿真
roslaunch px4 mavros_posix_sitl.launch

此时会弹出 Gazebo 界面，能看到 R1_ROVER 搭载 IMU 和 Mid360 的模型，传感器链路正常。

4.2 启动 Fast-LIO 建图

新开终端，执行：

cd ~/px4_ws
source devel/setup.bash
roslaunch fast_lio mapping_mid360.launch

打开 RVIZ，订阅 /cloud_registered 话题，就能看到 Mid360 实时建图结果。

4.3 快速终止仿真（避坑小技巧）

如果 Gazebo 卡死 / 退出不彻底，用以下指令强制清理进程：

killall gzclient
killall gzserver

五、地面站配置：QGroundControl 安装

5.1 依赖预处理

Ubuntu 下安装 QGC 前，先解决串口和视频流依赖：

# 添加串口权限
sudo usermod -a -G dialout $USER
# 卸载冲突的 modemmanager
sudo apt-get remove modemmanager -y
# 安装视频流依赖
sudo apt install gstreamer1.0-plugins-bad gstreamer1.0-libav gstreamer1.0-gl -y
sudo apt install libqt5gui5 libfuse2 -y

执行完后注销并重新登录，让权限生效。

5.2 安装与运行

# 下载最新版 QGC AppImage
wget https://d176tv9ibo4jno.cloudfront.net/latest/QGroundControl.AppImage
# 添加执行权限
chmod +x ./QGroundControl.AppImage
# 运行 QGC
./QGroundControl.AppImage

首次运行会引导配置单位（建议选公制）、飞行器类型（PX4 Pro），完成后即可连接 PX4 SITL，实时监控车辆状态。

六、Tare Planner 部署：ROS Noetic 环境搭建

Tare Planner 依赖 ROS Noetic，Ubuntu20.04 下一键安装：

# 1. 添加 ROS 软件源
sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'
# 2. 添加验证密钥
sudo apt-key adv --keyserver 'hkp://keyserver.ubuntu.com:80' --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654
# 3. 更新软件源
sudo apt update
# 4. 安装 Noetic 完整版（包含所有核心包）
sudo apt install ros-noetic-desktop-full
# 5. 初始化 rosdep（解决依赖必备）
sudo rosdep init
rosdep update
# 若 rosdep init 报错（网络问题），替换为：
# sudo apt install python3-rosdep2
# sudo rosdep2 init
# rosdep2 update
# 6. 永久激活 ROS 环境
echo "source /opt/ros/noetic/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

安装完成后，即可基于 Noetic 环境编译和运行 Tare Planner 相关功能包。

七、常见问题排查

1. 编译报错'empy not found'：确认 pip3 安装的 empy 版本为 3.3.4，且清理了 PX4 旧构建缓存；
2. Gazebo 无 Mid360 模型：检查模型文件路径是否正确，SDF 文件中 URI 是否为 model://mid360；
3. QGC 无法连接 PX4：确认 MAVROS 的 fcu_url 端口配置正确，PX4 SITL 是否正常启动；
4. Fast-LIO 无点云：检查 Mid360 仿真插件是否加载，ROS 话题 /livox/lidar 是否有数据。

总结

这套流程覆盖了 PX4 仿真环境搭建、Mid360/IMU 硬件集成、Fast-LIO 建图和 QGroundControl 地面站配置，核心是解决编译依赖、模型挂载和环境变量这三个关键点。

参考文档：

• PX4 官方文档：https://docs.px4.io/v1.13/zh/dev_setup/dev_env_linux_ubuntu.html
• PX4 ROS 接口：https://docs.px4.io/v1.13/en/simulation/ros_interface.html
• QGroundControl 安装：https://docs.qgroundcontrol.com/Stable_V4.3/zh/qgc-user-guide/getting_started/download_and_install.html