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  1. 前言
  2. 1. 准备
  3. 1.1 下载 PX4 源码
  4. 1.2 安装仿真依赖
  5. 1.3 安装 Gazebo
  6. 2. 安装 Micro XRCE-DDS Agent
  7. 3. 编译 PX4
  8. 4. 通信测试
  9. 5. 官方 offboard 程序
  10. 6. offboard 测试
  11. 参考
Shell / Bash算法

Ubuntu 22.04 基于 ROS2 Humble 的 PX4 无人机仿真环境搭建

在 Ubuntu 22.04 系统上基于 ROS2 Humble 版本搭建 PX4 无人机仿真环境的完整流程。主要步骤包括下载并配置 PX4 源码，安装 Gazebo 仿真依赖，编译及部署 Micro XRCE-DDS Agent 以实现通信，以及使用官方 offboard 程序进行飞行控制测试。教程涵盖了环境准备、源码编译、通信调试及常见问题解决，适用于希望进行无人机仿真开发的用户。

FrontendX发布于 2026/4/5更新于 2026/4/133 浏览
Ubuntu 22.04 基于 ROS2 Humble 的 PX4 无人机仿真环境搭建

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。

我的配置如下： 虚拟机 Ubuntu 22.04 (运行内存 4G、硬盘内存 80G) 、ROS2 Humble 。

建议：大部分命令都有先后顺序，上一个命令执行成功后才能执行下一个。对于不熟悉的命令建议查阅官方文档或 AI 辅助学习。建议使用虚拟机进行开发，利用快照功能保存当前状态，以便出现问题时快速回滚。网络下载资源时若速度较慢，可尝试多次执行命令或更换源。

1. 准备

1.1 下载 PX4 源码

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 # 更新子模块

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

说明：脚本执行时间跟个人网络有关。--no-nuttx 表示不安装交叉编译环境（如需自己编译飞控固件烧录则需安装），--no-sim-tools 表示不安装仿真环境。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。它提供了高度逼真的物理模拟环境，包括动力学、碰撞检测、传感器模型等。

Ubuntu 22.04 及以后的版本支持 Gazebo (原 Gazebo Ignition)。旧版 Gazebo Classic 已停止维护。

cd ~/PX4_Firmware/Tools/setup
./ubuntu.sh --no-nuttx # 这一步会安装仿真环境依赖，包括 gazebo

再运行一下 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，就像它们是 ROS2 话题一样。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
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    将字符串编码和解码为其 Base64 格式表示形式即可。 在线工具，Base64 字符串编码/解码在线工具，online

  • Base64 文件转换器

    将字符串、文件或图像转换为其 Base64 表示形式。 在线工具，Base64 文件转换器在线工具，online

  • Markdown 转 HTML

    将 Markdown（GFM）转为 HTML 片段，浏览器内 marked 解析；与 HTML 转 Markdown 互为补充。 在线工具，Markdown 转 HTML在线工具，online

  • HTML 转 Markdown

    将 HTML 片段转为 GitHub Flavored Markdown，支持标题、列表、链接、代码块与表格等；浏览器内处理，可链接预填。 在线工具，HTML 转 Markdown在线工具，online

  • JSON 压缩

    通过删除不必要的空白来缩小和压缩JSON。 在线工具，JSON 压缩在线工具，online

  • 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。

    如果出现错误：

    ![图片描述]

    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

    也可以用文本编辑器打开 fastdds-gitclone.cmake 文件，将 2.12.x 改为 v2.12.1 就行。

    • 安装：
    sudo make install
sudo ldconfig /usr/local/lib/ # 更新动态链接器的缓存

    3. 编译 PX4

    cd ~/PX4_Firmware
make px4_sitl gz_x500 # 这步可能有点慢

    出现编译成功提示即表示成功。

    常见问题：

    1. OpenGL 版本降低错误：如果在虚拟机中遇到 OpenGL 相关错误，这是由于开启了 3D 图形加速导致系统的 OpenGL 版本降低。参考 PX4 官方 Issue 解决方法，降低仿真使用的渲染引擎的版本。 打开文件：

      gedit ~/PX4_Firmware/ROMFS/px4fmu_common/init.d-posix/px4-rc.simulator

      修改前：

      if [ -z "${HEADLESS}" ]; then
    # HEADLESS not set, starting gui
    ${gz_command}${gz_sub_command} -g &
fi

      修改后：

      if [ -z "${HEADLESS}" ]; then
    # HEADLESS not set, starting gui
    ${gz_command}${gz_sub_command} -g --render-engine ogre &
fi

    2. gz_bridge 启动超时：如果编译过程中出现类似 ERROR [gz_bridge] Service call timed out 的错误，可能是 gz_bridge 启动超时。请参考相关技术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 # 使环境生效

    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 环境后再测试。

    至此 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

    ROS 2 用户指南 | PX4 Guide PX4 ROS 2 User Guide v1.14 PX4 documentation uXRCE-DDS Ubuntu Development Environment

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