ArduPilot+mavros+gazebo+QGC联合仿真初体验

chasing

首先给出最终效果图：

                               
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实现内容与PX4官网代码功能类似，四旋翼飞机自动起飞至2.5m高度，悬停一定时间，然后自主降落。记录如下几个需要注意的地方：
1. 一共使用到三个文件夹，其中第一个为源代码，第二个为参照官网下载的gazebo地图信息，第三个为ROS功能包。

                               
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2.第二个gazebo地图需要在github上下载然后编译

1. git clone <a href="https://github.com/khancyr/ardupilot_gazebo" target="_blank">https://github.com/khancyr/ardupilot_gazebo</a>
   
2. cd ardupilot_gazebo
   
3. mkdir build
   
4. cd build
   
5. cmake ..
   
6. make -j4
   
7. sudo make install

复制代码

然后，注意要把环境变量配置好，参照github上的说法如下

1. echo 'source /usr/share/gazebo/setup.sh' >> ~/.bashrc

复制代码

Set Path of Gazebo Models (Adapt the path to where to clone the repo)

1. echo 'export GAZEBO_MODEL_PATH=~/ardupilot_gazebo/models' >> ~/.bashrc

复制代码

Set Path of Gazebo Worlds (Adapt the path to where to clone the repo)

1. echo 'export GAZEBO_RESOURCE_PATH=~/ardupilot_gazebo/worlds:${GAZEBO_RESOURCE_PATH}' >> ~/.bashrc
   
2. source ~/.bashrc

复制代码

配置好的环境变量截图如下

                               
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3. 启动 gazebo 地图为

1. gazebo --verbose worlds/iris_arducopter_runway.world

复制代码

注：
1）在启动过程中，存在一直download的情况，需要下载gazebo的地图包（从百度云盘直接下载即可），然后解压到 ~/.gazebo下（若没有worlds文件夹，则创建文件夹）如下图所示

                               
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2）启动gazebo地图的时候，发现 四轴云台链接件 需要下载，故在模型中直接选择屏蔽，即最终的仿真中该部件缺失。方法为找到下图中的 model.sdf 文件。

                               
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将其中的云台相关部分屏蔽掉

                               
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此时，即可正常启动gazebo环境，如下图所示。

                               
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4.按照官网方式，打开ArduPilot代码中的 sitl 模式，命令为（可以理解为ArduPilot中的sitl模式调用的为Tools/autotest/sim_vehicle.py文件）

1. cd ~/ardupilot/ArduCopter
   
2. ../Tools/autotest/sim_vehicle.py -f gazebo-iris --console --map

复制代码

后面的参数--console为打开显示端，--map为打开地图。如下图所示。

                               
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此时，已经完成了ArduPilot的 sitl 模式与 gezebo 联合调试。（左下角的报错为地图未成功加载完毕，会不停的从网络上下载相应的地图）。

5. 此时，打开QGC会自动的链接上ArduPilot，即可完成直接的通信。同时可以在QGC上实现相应的动作。

                               
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6. 最后是ROS和mavros部分。功能包的创建和编译首先参照官网。和前面写的博客推文一致，增加了offboard模式的结点。（这里，对应ArduPilot代码，没有对应的`offboard`模式，我采用GUIDED模式进行，但是guide模式并非offboard模式）。按照官网说明，拷贝从mavros代码包中拷贝apm.launch到自己建的ROS功能包中
Let’s copy MAVROS default launchfile for ArduPilot :

1. roscp mavros apm.launch apm.launch

复制代码

然后编辑apm.launch文件，修改对应的端口

1. <arg name="fcu_url" default="udp://127.0.0.1:14551@14555" />

复制代码

在本次实验中，从下句输出信息可以看出，共打开了127.0.0.1:14550,14551端口。其中一个分配给QGC，另一个分配给mavros即可。

1. "--master" "tcp:127.0.0.1:5760" "--sitl" "127.0.0.1:5501"
   
2. "--out" "127.0.0.1:14550" "--out" "127.0.0.1:14551" "--map" "--console"

复制代码

7. 最后，通过ROSlaunch启动对应的ros结点，完成四旋翼的起飞，悬停和降落功能。运行指令为：

1. roslaunch apm_mavros apm.launch

复制代码

                               
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其中ROS的代码部分，主要是为了实现功能，粘贴主要部分如下：

1.    if(!current_state.armed && tmp)
   
2.     {
   
3.         arming_client.call(arm_cmd);
   
4.         tmp = 1;
   
5.         ROS_INFO("Call for arm!");
   
6.     }
   
7.     if(arm_cmd.response.success)
   
8.     {
   
9.          take_off.request.altitude = 2.5;
   
10.          if(!take_off.response.success && tmp)
    
11.          {
    
12.              tmp = 0;
    
13.              set_takeoff_client.call(take_off);
    
14.              ROS_INFO("Call for takeoff");
    
15.                     // sleep(10);
    
16.          }
    
17.          if(take_off.response.success)
    
18.          {
    
19.            // ROS_INFO("Takeoff successfully!");
    
20.             count++;
    
21.          }
    
22.     }
    
23.     if(count>300)
    
24.     {
    
25.         mode_rtl_ok = 1;
    
26.         offb_set_mode.request.custom_mode = "RTL";
    
27.         set_mode_client.call(offb_set_mode);
    
28.     }  

复制代码

总结：至此，ROS/Mavros + gazebo 与PX4 (https://blog.csdn.net/qq_15390133/article/details/105327213)和ArduPilot的 sitl 仿真均已经验证实现过了。个人感觉，PX4代码对这一套仿真流程支持要好一些，主要好在提供的代码全，讲解全，附带的诸如lidar, camera的插件多。而ArduPilot则没有将重心放在这里，需要各位程序员自己变成实现，这就要求对gazebo插件，mavros等内容有较好的理解。另外，ArduPilot的官网信息也有很多需要维护和修改，存在一定的坑（此处对大神无效）。

当然，这一套仿真流程主要是用在swarm, SLAM等上面，PX4的代码维护者很多也都是机器视觉方面的。ArduPilot的代码维护和变动感觉要大一些，后面会推出UAVCAN，还有Lua脚本等高端玩法，加入了无人船，Rover等。
向两个活跃社区的贡献者致敬！

本文转自博客:https://blog.csdn.net/qq_15390133/article/details/105469756

admin

加油加油哈！

chasing

admin 发表于 2020-4-26 08:45
加油加油哈！

多谢，麻烦管理员修改下其中的代码格式吧，我从CSDN上粘贴过来的，代码中有“bash"段的。