QGC PX4 mavros FMUPWM控制舵机

### 设置 QGroundControl (QGC)、PX4 和 MAVROS 的环境 #### 安装依赖项 为了确保所有组件能够正常工作，在开始之前需要更新系统的包列表并安装必要的工具和库。 ```bash sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade -y sudo apt-get install git wget qtcreator cmake build-essential genromfs -y ``` #### 安装 PX4 Firmware 下载 PX4 源码仓库，并编译固件以便能够在模拟环境中运行或上传到实际硬件设备上。 ```bash git clone https://github.com/PX4/Firmware.git ~/Firmware cd ~/Firmware make px4_sitl_default gazebo # 编译 SITL Gazebo 版本[^1] ``` #### 配置 MAVROS 节点 MAVROS 是 ROS 下用于与 MAVLink 设备通信的一个软件包。按照官方说明完成其安装过程： ```bash 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://ha.pool.sks-keyservers.net:80 --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654 sudo apt-get update sudo apt-get install ros-noetic-mavros ros-noetic-mavros-extras python3-pip -y pip3 install empy catkin_pkg pyyaml setuptools rospkg defusedxml geographiclib pymavlink mavproxy --user source ~/.bashrc ``` 创建一个新的 Catkin 工作空间来构建 MAVROS 包: ```bash mkdir -p ~/catkin_ws/src cd ~/catkin_ws/ wstool init src rosdep install --from-paths src --ignore-src -r -y catkin_make_isolated --install source devel/setup.bash ``` #### 启动 QGroundControl (QGC) 对于 QGroundControl, 推荐的方式是从官方网站获取最新版本的应用程序文件，解压后即可直接启动应用而无需额外配置。 ```bash wget https://d3sb5cppji9uyh.cloudfront.net/QGroundControl.AppImage chmod +x QGroundControl.AppImage ./QGroundControl.AppImage & ``` 当一切准备就绪之后，可以通过终端命令行启动整个系统来进行测试飞行控制功能验证。 ```bash roslaunch mavros px4.launch fcu_url:=udp://:[email protected]:14557 gcs_url:=udp://@127.0.0.1:14550 ```

### ROS、PX4、MAVROS和QGC集成与使用教程 在开发基于PX4的无人机控制系统时，ROS（Robot Operating System）、PX4、MAVROS和QGC（QGroundControl）是常用的工具组合。以下是关于这些工具的集成与常见问题解决方案。 #### 1. 环境搭建 环境搭建是成功运行PX4仿真和控制的基础。以下是一些关键步骤和注意事项： - **安装顺序**：虽然PX4和ROS都可以独立安装Gazebo，但为了避免版本冲突，建议先安装PX4再安装ROS[^1]。如果先安装了ROS，可以在PX4安装过程中跳过Sim Tool的安装。 - **配置环境变量**： 在ROS环境中，需要正确设置`ROS_PACKAGE_PATH`以确保ROS能够找到PX4的相关包。对于Ubuntu 20.04，可以添加以下代码到`.bashrc`文件中[^2]： ```bash source ~/PX4-Autopilot/Tools/simulation/gazebo-classic/setup_gazebo.bash ~/PX4-Autopilot ~/PX4-Autopilot/build/px4_sitl_default export ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:~/PX4-Autopilot export ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:~/PX4-Autopilot/Tools/simulation/gazebo-classic/sitl_gazebo-classic ``` 对于Ubuntu 18.04，类似的配置如下[^3]： ```bash source ~/PX4_Firmware/Tools/setup_gazebo.bash ~/PX4_Firmware/ ~/PX4_Firmware/build/px4_sitl_default export ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:~/PX4_Firmware export ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:~/PX4_Firmware/Tools/sitl_gazebo ``` #### 2. MAVROS配置 MAVROS是ROS与PX4之间的桥梁，用于实现消息传递和控制命令发送。以下是MAVROS的基本配置步骤： - **启动节点**： 启动MAVROS节点时需要指定串口或UDP连接参数。例如，通过UDP连接PX4 SITL仿真器： ```bash roslaunch mavros px4.launch fcu_url:=udp://@127.0.0.1:14540 ``` 如果使用硬件设备，则需指定串口路径： ```bash roslaunch mavros px4.launch fcu_url:=/dev/ttyUSB0:921600 ``` - **参数调整**： MAVROS的参数可以通过ROS参数服务器进行调整。例如，启用位置设定点功能： ```bash rosparam set /mavros/setpoint_raw/target_local_ned true ``` #### 3. QGC使用 QGC（QGroundControl）是一个地面站软件，用于监控和控制无人机。以下是其基本使用方法： - **连接设备**： 在QGC中选择“Tools”菜单下的“Vehicle Setup”，然后选择“Add Vehicle”。根据实际情况选择连接方式（如串口或UDP）。 - **参数调整**： QGC允许用户直接修改PX4的参数。进入“Parameter”页面后，可以根据需求调整飞行控制器的参数。 #### 4. 常见问题及解决方案 - **Gazebo版本冲突**： 如果PX4和ROS安装的Gazebo版本不一致，可能会导致仿真环境无法正常运行。解决方法是手动卸载多余的Gazebo版本，并确保所有工具使用同一版本。 - **MAVROS无法连接PX4**： 检查FCU URL是否正确，以及PX4是否已启动并处于正确的模式下。此外，确保防火墙未阻止相关端口。 - **QGC无法连接设备**： 确认设备的串口号或IP地址是否正确，同时检查PX4是否已启动mavlink服务。 ```python # 示例代码：通过MAVROS发送目标位置 import rospy from geometry_msgs.msg import PoseStamped def send_position(): rospy.init_node('setpoint_publisher') pub = rospy.Publisher('/mavros/setpoint_position/local', PoseStamped, queue_size=10) rate = rospy.Rate(10) pose = PoseStamped() pose.pose.position.x = 1.0 pose.pose.position.y = 2.0 pose.pose.position.z = 3.0 while not rospy.is_shutdown(): pub.publish(pose) rate.sleep() if __name__ == '__main__': try: send_position() except rospy.ROSInterruptException: pass ```