前言
本教程基于 ROS2，在搭建之前，需要把 ROS2、QGC 等基础环境安装配置完成。本次安装是以 px4 v1.14.0 为例，不适用之前的 px4 版本。
1. 准备
1.1 下载 PX4 源码
方式一：从 Github 上下载
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 v1.14.0 # 切换版本
git submodule update --init --recursive # 更新下载子模块
方式二：从网盘或资源包下载
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 安装仿真依赖
sudo apt install ros-dev-tools
cd ~/PX4_Firmware/Tools/setup
chmod +x ubuntu.sh
./ubuntu.sh --no-nuttx --no-sim-tools
注：脚本执行时间跟个人网络有关，可能需要一段时间。安装完成后，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。Ubuntu 22.04 及以后的版本支持 Gazebo (原 Gazebo Ignition)。
cd ~/PX4_Firmware/Tools/setup
./ubuntu.sh --no-nuttx # 这一步会安装仿真环境依赖，包括 gazebo
运行一下 gazebo：
gz sim
成功后再重启 Ubuntu。
2. 安装 Micro XRCE-DDS Agent
在 ROS2 中 PX4 使用 uXRCE-DDS 中间件来允许在配套计算机上发布和订阅 uORB 消息。这提供了 PX4 和 ROS2 之间快速可靠的集成。
- 下载源码：
git clone -b v2.4.2 https://github.com/eProsima/Micro-XRCE-DDS-Agent.git
- 编译：
cd Micro-XRCE-DDS-Agent
mkdir build
cd build
cmake ..
make
注意：make 的时候还会额外下载代码，跟个人网速有关，大概要 10-20 分钟。
如果出现 FastDDS 版本错误，可以在 build 目录下执行下面命令，改完后再重新 make：
sed -i 's/checkout 2\.12\.x --/checkout v2.12.1 --/' ./fastdds/tmp/fastdds-gitclone.cmake
- 安装：
sudo make install
sudo ldconfig /usr/local/lib/
3. 编译 PX4
cd ~/PX4_Firmware
make px4_sitl gz_x500
出现成功提示表示编译成功。
常见问题：
- OpenGL 错误：如果在虚拟机中遇到 OpenGL 版本降低导致的错误，需修改渲染引擎版本。 打开文件：
gedit ~/PX4_Firmware/ROMFS/px4fmu_common/init.d-posix/px4-rc.simulator
找到相关行，将 -g 改为 -g --render-engine ogre。
2. gz_bridge 超时：如果编译过程中出现 gz_bridge 启动超时错误，可参考官方 Issue 或社区解决方案调整参数后重新编译。
4. 通信测试
打开一个终端，启动 MicroXRCEAgent：
MicroXRCEAgent udp4 -p 8888
打开另一个终端，启动仿真：
cd ~/PX4_Firmware
make px4_sitl gz_x500
都启动后，可以看到通信成功。
5. 官方 offboard 程序
- 创建工作空间：
mkdir -p ~/ros2_ws/src
- 下载源码：
cd ~/ros2_ws/src
git clone https://github.com/PX4/px4_msgs.git -b release/1.14
git clone https://github.com/PX4/px4_ros_com.git -b release/v1.14
- 编译：
cd ~/ros2_ws
colcon build
- 更新环境：
echo "source ~/ros2_ws/install/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc
6. offboard 测试
先启动 QGC，然后执行下面命令：
- 终端一，启动 MicroXRCEAgent：
MicroXRCEAgent udp4 -p 8888
- 终端二，启动仿真：
cd ~/PX4_Firmware
make px4_sitl gz_x500
- 终端三，启动官方 offboard 案例（上升 5 米）：
ros2 run px4_ros_com offboard_control
注：如果过了一段时间，无人机无法 offboard 起飞，程序都正常启动，这时可以尝试重新编译并 source 环境后再次测试。
至此 PX4 无人机基本仿真环境搭建完成，大家可以基于此来拓展自己的仿真。
