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ROS,GAZEBO,PX4视觉仿真_如何模拟px4飞行需要的视觉数据

作者：weixin_40725706 | 2024-05-30 16:08:08

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如何模拟px4飞行需要的视觉数据

Overview

  • software frame

image

Simulation

此simulation 包含2D、3D激光雷达模型、深度相机模型、双目相机模型、realsense相机模型、IRlock相机模型。

image

image

  • 配置PX4以及ros环境

  • 下载gazebo模型包

  • 编译工作空间，运行launch文件

配置PX4以及ros环境

在18.04已测试通过

建议安装Ubuntu18.04 ,gazebo9

这里给出ubuntu18.04安装步骤

ROS

for ubuntu18.04 melodic

  1. Add ROS to sources.list.

    sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'
sudo apt-key adv --keyserver 'hkp://keyserver.ubuntu.com:80' --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654
sudo apt update

  2. Install gazebo with ROS.

    sudo apt-get install ros-melodic-desktop

# Source ROS
 echo "source /opt/ros/melodic/setup.bash" >> ~/.bashrc
 source ~/.bashrc

please make sure install ros-gazebo related packages

For Gazebo 9,

sudo apt install ros-melodic-gazebo9*

  1. Initialize rosdep.

    rosdep init
rosdep update

  2. Install catkin.

    sudo apt install python-catkin-tools

  3. Install mavros version 0.29.0 or above. Instructions to install it from sources can be found here: https://dev.px4.io/en/ros/mavros_installation.html. If you want to install using apt, be sure to check that the version is 0.29.0 or greater.

    sudo apt install ros-melodic-mavros ros-melodic-mavros-extras

  4. Install the geographiclib dataset

    wget https://raw.githubusercontent.com/mavlink/mavros/master/mavros/scripts/install_geographiclib_datasets.sh
chmod +x install_geographiclib_datasets.sh
sudo ./install_geographiclib_datasets.sh

参考于：http://wiki.ros.org/melodic/Installation/Ubuntu

下载编译px4 Firmware

  • 安装必要的工具链

  • 下载编译firmware

安装必要的工具链

下载ubuntu.sh,requirements.txt

wget https://raw.githubusercontent.com/PX4/Firmware/master/Tools/setup/ubuntu.sh

wget https://raw.githubusercontent.com/PX4/Firmware/master/Tools/setup/requirements.txt

然后运行：

source ubuntu.sh

参考于http://dev.px4.io/master/en/setup/dev_env_linux_ubuntu.html

下载源码：

git clone https://gitee.com/bingobinlw/some
下载编译firmware

sudo apt install python-pip

python -m pip install toml

在此目录下下载px4源码并切换v1.9.2的固件

cd some
git clone https://github.com/PX4/Firmware

或下载码云中的px4源码

cd some
git clone https://gitee.com/bingobinlw/Firmware

然后更新submodule切换固件并编译

cd Firmware
git submodule update --init --recursive
git checkout v1.9.2
make distclean
make px4_sitl_default gazebo

下载gazebo模型包

在home目录下创建gazebo_models文件夹

youname@ubuntu:~$ mkdir gazebo_models

下载gazebo模型包 https://bitbucket.org/osrf/gazebo_models/downloads/

把gazebo模型包解压出来的所有模型文件剪切至gazebo_models文件夹

编译工作空间，运行launch文件

编译之前，请先下载必要的slam包，具体请到ros_slam包中查看readme.md

dir:some/src/mid/slam/ros_slam
查看README.md

And

sudo apt-get install ros-melodic-ar-track-alvar*

运行demo之前请先下载3Dlidar仿真相关的插件包

for ubuntu 18.04

sudo apt-get install ros-melodic-velodyne-gazebo-plugins
cd some
catkin_make

编译成功后运行source_environment.sh添加Firmware环境变量,some gazebo模型路经,gazebo_modles模型路经

source source_enviroment.sh

运行model demo launch文件

roslaunch simulation models_demo_test_px4.launch

Px4_command

px4控制以及上层应用模块

offboard 模式下走圆形轨迹

运行

roslaunch simulation circular_px4.launch

同时会出现一飞机控制界面，要想使用此脚本请先查看下面路经的README.md

dir:some/src/simulation/scripts/README.md

image 在键盘控制终端中，输入0解锁，然后输入2切offboard,飞机随后会按照你给定的半径与高度飞行，完成一圈后会自动降落。

offboard 模式下进行二维VFH避障

运行demo之前，请先在QGC中添加航点，然后上传，VFH节点将读取航点信息，当作目标点。

然后重新运行

roslaunch simulation obstacle_avoidance_2Dlaser_vfh_px4.launch

image

中间终端为GCG中各航点的平面信息，读取航点成功后，在最后一个控制终端中输入2然后回车，VFH节点将开始工作。

Slam

运行slam-Demo之前请先安装必要的功能包，具体请看

roscd ros_slam
查看README.md

gmapping_slam

运行

roslaunch simulation gmapping_demo_px4.launch

image

cartographer

cartographer在2019年10月份已经支持以ros包形式安装。若想运行此demo请先安装必要cartogra包。具体请看ros_slam包中的README.md

2Dlidar location

运行demo之前请先在QGC参数表中配置参数，选择EKF位置来源来自板载计算机

EKF2_AID_MASK = 24

cartogra节点将接收2d激光雷达以及无人机的imu话题。

roslaunch simulation cartographer2Dlidar_location_demo_px4.launch

在定位之前请在键盘控制界面用键盘的**'g'**键调整uav的允许速度为1570，降低uav的运动时的倾斜角度以及速度，以达到更好的定位效果。

结果

image

2Dlidar mapping

如果你想建立更加准确的地图，而且你的robot已经拥有里程计。那么cartogra能够生成准切而稳定的map，不会存在location模式中地图会飘的情况。

运行demo之前请先在QGC参数表中配置参数，选择EKF位置来源来自gps

EKF2_AID_MASK = 1

cartogra节点将接收2d激光雷达以及无人机的里程计话题

roslaunch simulation cartographer2Dlidar_mapping_demo_px4.launch

3Dlidar location

使用运行demo之前请先确保以安装3D雷达相关插件

for ubuntu 18.04

sudo apt-get install ros-melodic-velodyne-gazebo-plugins

使用一个16线的激光雷达，以及一个imu数据，激光雷达水平安装在飞机的顶部。就其定位效果来看，没有发现2Dlidar定位时会飘的情况，而且无人机速度倾斜角度都可以大幅提高。

image

运行

roslaunch simulation cartographer3Dlidar_demo_px4.launch

rtabmap slam

使用深度相机以及室内里程计，为了达到更好的建图效果，其中室内里程计选择用3Dcartogra. 运行demo之前请先安装必要的rtabmap ros包

sudo apt-get install ros-melodic-rtabmap-ros

请先在QGC参数表中配置参数，选择EKF位置来源来自板载计算机

EKF2_AID_MASK = 24

运行demo

roslaunch simulation rtabmap_depthCam_mapping_demo_px4.launch

参考于：http://wiki.ros.org/rtabmap_ros

建图效果：

image

image

map

运行map-Demo之前请先安装必要的功能包，具体请看

roscd octomap
查看README.md

octomap

depth camera

运行

roslaunch simulation octomap_px4.launch

建图效果

image

3Dlidar

运行

roslaunch octomap_3Dlidar_px4.launch

建图效果

image

image_process

vision landing

image

运行demo之前请先安装必要的ros包

sudo apt-get install ros-melodic-ar-track-alvar*

运行

roslaunch simulation landing_px4.launch

然后在键盘控制界面输入'0' 解锁，输入'2'切入OFFBOARD，飞机会自动起飞降落到目标板。

planning

ros navigation

运行demo之前请先安装必要的导航包

sudo apt-get install ros-melodic-navigation

运行

roslaunch simulation ros_2Dnav_demo_px4.launch

在键盘控制界面解锁无人机，并控制无人机起飞

然后在rviz界面使用2D Nav Goal 设置目标点，

然后在键盘控制界面输入2运行offboard模式。

image

参考于：http://wiki.ros.org/navigation

P200

待定

注：有任何疑问都可在issues提问:)

                                </div>
            <link href="https://csdnimg.cn/release/phoenix/mdeditor/markdown_views-60ecaf1f42.css" rel="stylesheet">
                                            <div class="more-toolbox">
            <div class="left-toolbox">
                <ul class="toolbox-list">
                    
                    <li class="tool-item tool-active is-like "><a href="javascript:;"><svg class="icon" aria-hidden="true">
                        <use xlink:href="#csdnc-thumbsup"></use>
                    </svg><span class="name">点赞</span>
                    <span class="count"></span>
                    </a></li>
                    <li class="tool-item tool-active is-collection "><a href="javascript:;" data-report-click="{&quot;mod&quot;:&quot;popu_824&quot;}"><svg class="icon" aria-hidden="true">
                        <use xlink:href="#icon-csdnc-Collection-G"></use>
                    </svg><span class="name">收藏</span></a></li>
                    <li class="tool-item tool-active is-share"><a href="javascript:;" data-report-click="{&quot;mod&quot;:&quot;1582594662_002&quot;}"><svg class="icon" aria-hidden="true">
                        <use xlink:href="#icon-csdnc-fenxiang"></use>
                    </svg>分享</a></li>
                    <!--打赏开始-->
                                            <!--打赏结束-->
                                            <li class="tool-item tool-more">
                        <a>
                        <svg t="1575545411852" class="icon" viewBox="0 0 1024 1024" version="1.1" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" p-id="5717" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" width="200" height="200"><defs><style type="text/css"></style></defs><path d="M179.176 499.222m-113.245 0a113.245 113.245 0 1 0 226.49 0 113.245 113.245 0 1 0-226.49 0Z" p-id="5718"></path><path d="M509.684 499.222m-113.245 0a113.245 113.245 0 1 0 226.49 0 113.245 113.245 0 1 0-226.49 0Z" p-id="5719"></path><path d="M846.175 499.222m-113.245 0a113.245 113.245 0 1 0 226.49 0 113.245 113.245 0 1 0-226.49 0Z" p-id="5720"></path></svg>
                        </a>
                        <ul class="more-box">
                            <li class="item"><a class="article-report">文章举报</a></li>
                        </ul>
                    </li>
                                        </ul>
            </div>
                        </div>
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                                </a></div>
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                                        <a href="https://im.csdn.net/im/main.html?userName=u012254599" target="_blank" class="btn btn-sm btn-red-hollow bt-button personal-letter">私信
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