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

验证安装：

gz sim

成功后再次重启 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。虽然 MAVROS 仍可使用，但 Micro XRCE-DDS Agent 在 ROS2 生态中更为推荐。

对比 MAVROS：

• 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 过程可能会额外下载代码，耗时约 10-20 分钟。

  常见问题： 如果构建时报错，可能是 Fast DDS 版本问题。可在 build 目录下执行以下命令修复：

  sed -i 's/checkout 2\.12\.x --/checkout v2.12.1 --/' ./fastdds/tmp/fastdds-gitclone.cmake
  

  或者直接编辑 fastdds-gitclone.cmake 文件，将 2.12.x 改为 v2.12.1。

• 安装：

  sudo make install
  sudo ldconfig /usr/local/lib/ # 更新动态链接器缓存
  

3. 编译 PX4

cd ~/PX4_Firmware
make px4_sitl gz_x500

出现成功提示即表示编译完成。

常见错误处理：

1. OpenGL 版本降低：如果在虚拟机中遇到渲染错误，通常是因为开启了 3D 图形加速导致 OpenGL 版本过低。需修改仿真启动脚本，指定渲染引擎为 Ogre。 打开文件：

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

   找到第 73 行左右，将 -g 修改为 -g --render-engine ogre：

   if [ -z "${HEADLESS}" ]; then
       ${gz_command}${gz_sub_command} -g --render-engine ogre &
   fi
   

2. gz_bridge 超时：如果编译过程中出现 gz_bridge 启动超时错误，可参考相关 Issue 调整参数或重新编译。

4. 通信测试

打开两个终端窗口进行测试。 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

启动后观察日志，确认通信正常。

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，然后依次执行以下命令。

• 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：如果一段时间后无人机无法 offboard 起飞，但程序均正常启动，可尝试重新编译并 source 环境后再试。

至此，PX4 无人机基本仿真环境搭建完成，可在此基础上拓展更多仿真任务。

参考

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