Ubuntu 22.04 搭建 PX4 无人机仿真环境 (ROS2 Humble 与 Micro XRCE-DDS Agent)

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，并使 ROS2 应用程序更容易获取车辆信息和发送命令。

Micro XRCE-DDS Agent 与 MAVROS 的对比：

• 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

如果出现错误：

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/

3. 编译 PX4

cd ~/PX4_Firmware
make px4_sitl gz_x500

出现这个表示编译成功。

错误 1️⃣：如果在虚拟机中可能遇到下面错误，这是由于在虚拟机设置中开启了 3D 图形加速，导致系统的 OpenGL 版本降低。

参考 GitHub Issue 中的解决方法，降低仿真使用的渲染引擎的版本。

打开文件，修改处大概在 73 行：

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

错误 2️⃣：如果编译过程中出现类似下面错误，应该是 gz_bridge 启动超时

INFO [gz_bridge] world: default, model name: x500_0, simulation model: x500
ERROR [gz_bridge] Service call timed out
ERROR [gz_bridge] Task start failed (-1)
ERROR [init] gz_bridge failed to start
ERROR [px4] Startup script returned with return value: 256

参考相关资源链接中给出的解决方法，然后重新编译。

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，再重新 offboard 测试。

参考

• ROS 2 用户指南 | PX4 Guide (main)
• PX4 ROS 2 User Guide v1.14
• PX4 documentation
• uXRCE-DDS
• Ubuntu Development Environment
• a-new-era-for-gazebo