技术分享 | ROS2下控制PX4仿真无人机

Posted 2021-09-13 阿木实验室

ROS自诞生以来，经历了十年以上的发展，到如今已成为家喻户晓的开源机器人操作系统，随着越来越多人加入到ROS当中，ROS存在的问题也逐渐暴露出来，为了解决这一问题，ROS2诞生了，目前来说，大部分ROS用户还集中于ROS1中，ROS2还处于一个发展阶段，距离成熟稳定还有一段距离，PX4诞生时间与ROS接近，距今也有十年左右的发展，作为开源飞行控制系统，深受广大无人机开发者欢迎，在无人机当中，有着非常高的地位。

在ROS1中，PX4对ROS就有着非常好的支持，提供了MAVROS功能包，为ROS提供了很多关于无人机的接口，并且PX4已经开始支持ROS2了，虽然目前还不够完善，但相信在不久地将来，我们就能迎来PX4对ROS2的全面支持。

在这里呢，我们也是通过官方提供的教程，带领大家接触了解一下ROS2和PX4。

http://docs.px4.io/master/en/ros/ros2.html http://docs.px4.io/master/en/ros/ros2_comm.html

大家可参考以上两个网址的内容搭建ROS2和PX4，需要注意，需严格按照官方教程中安装相应版本的软件，我们是在2021年7月份左右参考该教程完成了PX4和ROS2的环境搭建，使用的Ubuntu版本为20.04，ROS版本为Foxy,虽然此时ROS已经推出Galactic版本，但亲测后发现存在难以解决的BUG，建议大家参考官方教程提供的版本进行测试。

环境安装过程中，可能会遇到很多问题，在这里把我们环境搭建的中遇到的情况给大家说明一下，希望也能给大家带来一个参考。

1.Ubuntu系统安装 我们是在Ubuntu官方直接下载Ubuntu20.04的系统，做好系统盘，安装到电脑上，这一步基本没什么问题，系统盘的制作和系统安装的教程网上都有很多，大家多找一些资料看一看就熟悉了，这里就不再细讲。

2. 安装 Fast DDS 在我们的测试过程，实际上我们是先安装的ROS2再安装的Fast DDS,但并不影响。Fast DDS的安装比较繁琐，还有可能会遇到网络问题导致无法下载， http://docs.px4.io/master/en/dev_setup/fast-dds-installation.html， 可参考该网址下载相关软件。需要注意相关版本 一般情况下，只要是新装的Ubuntu系统，安装这些都还是比较顺利，不太容易出现环境上的问题，也推荐大家用一个新的Ubuntu系统进行安装。

3. 安装ROS2 ROS2的安装方式有很多，大家可自行选择。 推荐大家参考:https://docs.ros.org/en/foxy/Installation/Ubuntu-Install-Debians.html 该网址进行安装，安装过ROS的人应该会比较轻松，未安装过的用户也不需要担心，多看几遍教程，多装几次ROS就熟悉了。

4. 安装px4_msgs和px4_ros_com 这两个安装都没有啥大的问题，按照教程流程走就行，网络可能会有点问题，下载可能会失败，需要多试几次，或者使用一些特殊的方法，只要前面的软件都下载好，这两个功能包的编译都是没有问题的，有些编译出错多编译几次就好了。

5. 安装PX4开发环境 安装PX4开发环境，可以搭建起PX4的仿真，可以测试ROS2与PX4是否能够正常建立连接。 可参考该教程:：http://docs.px4.io/master/en/dev_setup/dev_env_linux_ubuntu.html 其中下载PX4源代码时，可能出现有些子模块并未下载，需要自己找到相应的软件包自行下载，在使用 $ make px4_sitl_rtps gazebo 该命令编译时会出现缺失某些文件，根据报错信息确认哪些文件包缺失，再到github上的px4源码部分找到相应的软件包下载即可。

6. 测试ROS2与PX4 等到全部都安装完毕后，便可以参考PX4的官方例程，使用ROS2获取PX4的信息以及控制无人机进行飞行了，我们编写一个ROS2小程序，输入XYZ轴的坐标值，便可控制无人机进行飞行。

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