px4+gazebo无人机仿真,定点起飞,y=x²轨迹飞行

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了px4+gazebo无人机仿真,定点起飞,y=x²轨迹飞行。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

目录

一、创建工作空间

1.创建工作空间 catkin_ws

2.编译工作空间 catkin_make

二、offboard位置控制定点起飞

1.准备工作

2.启动

三、offboard位置控制y=x²轨迹飞行


一、创建工作空间

参考ROS学习--第3篇:ROS基础---创建工作空间

1.创建工作空间 catkin_ws

打开终端,创建src文件夹:

mkdir -p ~/catkin_ws/src

进入src文件夹:

cd ~/catkin_ws/src

初始化文件夹:

 catkin_init_workspace

2.编译工作空间 catkin_make

进入catkin_ws文件夹:

cd ~/catkin_ws/

编译:

catkin_make

二、offboard位置控制定点起飞

参考ROS+PX4学习与开发 2.0 ROS与PX4的通信、[PX4]mavros安装+offboard控制过程记录

1.准备工作

进入catking_ws/src文件夹:

cd ~/catkin_ws/src

创建功能包文件夹:

catkin_create_pkg offboard_pkg roscpp std_msgs geometry_msgs mavros_msgs

进入创建好的功能包文件夹的src文件夹内:

cd ~/catkin_ws/src/offboard_pkg/src/

新建一个offboard_node.cpp文件:

touch offboard_node.cpp

然后打开.cpp文件进行编辑,这里用gedit:

gedit offboard_node.cpp

复制进官方示例,然后保存关闭:

/**
 * @file offb_node.cpp
 * @brief Offboard control example node, written with MAVROS version 0.19.x, PX4 Pro Flight
 * Stack and tested in Gazebo SITL
 */

#include <ros/ros.h>
#include <geometry_msgs/PoseStamped.h>
#include <mavros_msgs/CommandBool.h>
#include <mavros_msgs/SetMode.h>
#include <mavros_msgs/State.h>

mavros_msgs::State current_state;
void state_cb(const mavros_msgs::State::ConstPtr& msg){
    current_state = *msg;
}

int main(int argc, char **argv)
{
    ros::init(argc, argv, "offb_node");
    ros::NodeHandle nh;

    ros::Subscriber state_sub = nh.subscribe<mavros_msgs::State>
            ("mavros/state", 10, state_cb);
    ros::Publisher local_pos_pub = nh.advertise<geometry_msgs::PoseStamped>
            ("mavros/setpoint_position/local", 10);
    ros::ServiceClient arming_client = nh.serviceClient<mavros_msgs::CommandBool>
            ("mavros/cmd/arming");
    ros::ServiceClient set_mode_client = nh.serviceClient<mavros_msgs::SetMode>
            ("mavros/set_mode");

    //the setpoint publishing rate MUST be faster than 2Hz
    ros::Rate rate(20.0);

    // wait for FCU connection
    while(ros::ok() && !current_state.connected){
        ros::spinOnce();
        rate.sleep();
    }

    geometry_msgs::PoseStamped pose;
    pose.pose.position.x = 0;
    pose.pose.position.y = 0;
    pose.pose.position.z = 2;

    //send a few setpoints before starting
    for(int i = 100; ros::ok() && i > 0; --i){
        local_pos_pub.publish(pose);
        ros::spinOnce();
        rate.sleep();
    }

    mavros_msgs::SetMode offb_set_mode;
    offb_set_mode.request.custom_mode = "OFFBOARD";

    mavros_msgs::CommandBool arm_cmd;
    arm_cmd.request.value = true;

    ros::Time last_request = ros::Time::now();

    while(ros::ok()){
        if( current_state.mode != "OFFBOARD" &&
            (ros::Time::now() - last_request > ros::Duration(5.0))){
            if( set_mode_client.call(offb_set_mode) &&
                offb_set_mode.response.mode_sent){
                ROS_INFO("Offboard enabled");
            }
            last_request = ros::Time::now();
        } else {
            if( !current_state.armed &&
                (ros::Time::now() - last_request > ros::Duration(5.0))){
                if( arming_client.call(arm_cmd) &&
                    arm_cmd.response.success){
                    ROS_INFO("Vehicle armed");
                }
                last_request = ros::Time::now();
            }
        }

        local_pos_pub.publish(pose);

        ros::spinOnce();
        rate.sleep();
    }

    return 0;
}

打开目录~/catkin_ws/src/offboard_pkg/下的CMakeLists.txt,添加下面的两行:

add_executable(offboard_node src/offboard_node.cpp)
target_link_libraries(offboard_node ${catkin_LIBRARIES})

进入catkin_ws文件夹并编译

cd ~/catkin_ws/

catkin_make

打开终端设置环境变量:

echo "source ~/catkin_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

到此前期准备已经完毕,可以启动。

2.启动

打开1号终端,进入PX4文件夹,打开gazebo:

cd ~/PX4-Autopilot/

make px4_sitl gazebo_iris

启动QGC,等待QGC连接成功。

打开2号终端,启动PX4与Mavros之间的连接:

roslaunch mavros px4.launch fcu_url:="udp://:14540@127.0.0.1:14557"

打开3号终端,运行官方示例:

rosrun offboard_pkg offboard_node

稍微等待一会,3号终端如下图所示,正常情况下能看到gazebo中的无人机升高到2m位置。

gazebo无人机仿真,ubuntu,无人机


 如果启动之后,3号终端一直跳offboard enabled但是始终不见Vehicle armed,而且gazebo中无人机也没有反应,可能是PX4版本太新了(13.0),解决办法是安装1.12.3。

在主文件夹中删除PX4-Autopilot整个文件夹,然后打开终端克隆旧版本:

git clone -b v1.12.3 https://github.com/PX4/PX4-Autopilot.git --recursive

如果下载失败提前结束,报错:

error: RPC failed; curl 56 GnuTLS recv error (-9): A TLS packet with unexpected length was received.
fatal: The remote end hung up unexpectedly
fatal: early EOF
fatal: index-pack failed
Failed during: git fetch origin --force

首先检查网络情况(梯子),网络检查过没问题还是不行,则在终端输入,然后重新下载:

git config --global http.postBuffer 524288000
git config --global http.maxRequestBuffer 100M
git config --global core.compression 0


export GIT_TRACE_PACKET=1
export GIT_TRACE=1
export GIT_CURL_VERBOSE=1

如果还是解决不了,参考以下帖子:

【Git】error: RPC failed; curl 56 GnuTLS recv error (-9): A TLS packet with unexpected length was rece

下载PX4固件时网络太慢,经常出现克隆失败

解决git clone 完成后提示'error: RPC failed; curl 56 GnuTLS recv error (-9)'

RPC failed; curl 56 GnuTLS recv error (-54): Error in the pull function.

下载成功之后,编译。

cd PX4-Autopilot
sudo bash ./Tools/setup/ubuntu.sh


make px4_sitl_default gazebo

如果途中出现问题,参考PX4从放弃到精通(二):ubuntu18.04配置px4编译环境及mavros环境

重新在.bashrc中添加一下px4源码的路径:

gedit .bashrc

打开后应该可以找到以前添加过得这一段:

source ~/PX4-Autopilot/Tools/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/sitl_gazebo

将其剪切到.bashrc的最下方,保存关闭,然后终端进行刷新

source .bashrc

之后问题解决,重新上面的启动步骤。


如果出现了屏幕突然旋转的情况,解决办法:

xrandr --output eDP-1 --rotate normal

其中eDP-1是显示屏名字,替换为自己的显示屏名字。

三、offboard位置控制y=x²轨迹飞行

参考ROS+PX4无人机室内多点飞行代码

对其.cpp文件修改。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-743644.html

/**
 * @file offb_node.cpp
 * @brief Offboard control example node, written with MAVROS version 0.19.x, PX4 Pro Flight
 * Stack and tested in Gazebo SITL
 */
#include <ros/ros.h>
#include <geometry_msgs/PoseStamped.h>
#include <mavros_msgs/CommandBool.h>
#include <mavros_msgs/SetMode.h>
#include <mavros_msgs/State.h>
#include <nav_msgs/Odometry.h>//里程计信息格式

int flag  = 1;

mavros_msgs::State current_state;
nav_msgs::Odometry local_pos;

void local_pos_cb(const nav_msgs::Odometry::ConstPtr& msg);
void state_cb(const mavros_msgs::State::ConstPtr& msg);


int main(int argc, char **argv)
{
    ros::init(argc, argv, "offboard_multi_position");

    ros::NodeHandle nh;

    ros::Subscriber state_sub = nh.subscribe<mavros_msgs::State>("mavros/state", 10, state_cb);

    ros::Publisher local_pos_pub = nh.advertise<geometry_msgs::PoseStamped>("mavros/setpoint_position/local", 10);
    
    ros::Subscriber local_pos_sub = nh.subscribe<nav_msgs::Odometry>("/mavros/local_position/odom", 10, local_pos_cb);

    ros::ServiceClient arming_client = nh.serviceClient<mavros_msgs::CommandBool>("mavros/cmd/arming");

    ros::ServiceClient set_mode_client = nh.serviceClient<mavros_msgs::SetMode>("mavros/set_mode");

    //the setpoint publishing rate MUST be faster than 2Hz
    ros::Rate rate(20.0);

    // wait for FCU connection
    while(ros::ok() && !current_state.connected)
    {
        ros::spinOnce();
        rate.sleep();
    }

    geometry_msgs::PoseStamped pose;
    pose.pose.position.x =   0;
    pose.pose.position.y =   0;
    pose.pose.position.z =   3;  

    //send a few setpoints before starting
    for(int i = 100; ros::ok() && i > 0; --i)
    {
        local_pos_pub.publish(pose);
        ros::spinOnce();
        rate.sleep();
    }

    mavros_msgs::SetMode offb_set_mode;
    offb_set_mode.request.custom_mode = "OFFBOARD";

    mavros_msgs::CommandBool arm_cmd;
    arm_cmd.request.value = true;

    ros::Time last_request = ros::Time::now();
 
 	//此处满足一次请求进入offboard模式即可,官方例成循环切入offboard会导致无人机无法使用遥控器控制
    while(ros::ok())
    {
    	//请求进入OFFBOARD模式
        if( current_state.mode != "OFFBOARD" && (ros::Time::now() - last_request > ros::Duration(5.0)))
        {
            if( set_mode_client.call(offb_set_mode) && offb_set_mode.response.mode_sent)
            {
                ROS_INFO("Offboard enabled");
            }
           	last_request = ros::Time::now();
       	}
        else 
		{
			//请求解锁
			if( !current_state.armed && (ros::Time::now() - last_request > ros::Duration(5.0)))
			{
		        if( arming_client.call(arm_cmd) && arm_cmd.response.success)
		       	{
		            ROS_INFO("Vehicle armed");
		        }
		        	last_request = ros::Time::now();
			}
		}
	    
	    if(ros::Time::now() - last_request > ros::Duration(5.0))
	    {
	    	break;
	    }	
	    
		local_pos_pub.publish(pose);
        ros::spinOnce();
        rate.sleep();
    }   
    
    
    while(ros::ok())
    {
        if((flag == 1)  && (ros::Time::now() - last_request > ros::Duration(5.0)))
		{ 
			ROS_INFO("Position_1");
            		pose.pose.position.x =  0;
    			pose.pose.position.y =  0;
    			pose.pose.position.z =  3;                        
			last_request = ros::Time::now();
            		flag=2;
       		 }

	if((flag ==2) && (ros::Time::now() - last_request > ros::Duration(5.5)))
		{
			ROS_INFO("Position_2 ");
		   	pose.pose.position.x =  pose.pose.position.x + 0.5;
			pose.pose.position.y =  (pose.pose.position.x)*(pose.pose.position.x);
			pose.pose.position.z =  3;
			last_request = ros::Time::now();
			flag=3;
		}
		                   
	if((flag ==3) && (ros::Time::now() - last_request > ros::Duration(0.5)))
		{
		 	ROS_INFO("Position_3 ");
		 	pose.pose.position.x =  pose.pose.position.x + 0.5;
			pose.pose.position.y =  (pose.pose.position.x)*(pose.pose.position.x);
            		pose.pose.position.z =  3;   
			last_request = ros::Time::now();
			flag=4;
		}

	if((flag ==4) && (ros::Time::now() - last_request > ros::Duration(0.5)))
		{
		 	ROS_INFO("Position_4 ");
		 	pose.pose.position.x =  pose.pose.position.x + 0.5;
			pose.pose.position.y =  (pose.pose.position.x)*(pose.pose.position.x);
		 	pose.pose.position.z =  3;
		 	last_request = ros::Time::now();
			flag=5;
		}

	if((flag ==5) && (ros::Time::now() - last_request > ros::Duration(0.5)))
		{
           		ROS_INFO("Position_5 ");
            		pose.pose.position.x =  pose.pose.position.x + 0.5;
			pose.pose.position.y =  (pose.pose.position.x)*(pose.pose.position.x);
            		pose.pose.position.z =  3;  		
            		last_request = ros::Time::now();
			flag=6;
        	}
	if((flag ==6) && (ros::Time::now() - last_request > ros::Duration(0.5)))
		{
           		ROS_INFO("Position_6 ");
            		pose.pose.position.x =  pose.pose.position.x + 0.5;
			pose.pose.position.y =  (pose.pose.position.x)*(pose.pose.position.x);
            		pose.pose.position.z =  3;  		
            		last_request = ros::Time::now();
			flag=7;
        	}
	if((flag ==7) && (ros::Time::now() - last_request > ros::Duration(0.5)))
		{
           		ROS_INFO("Position_7 ");
            		pose.pose.position.x =  pose.pose.position.x + 0.5;
			pose.pose.position.y =  (pose.pose.position.x)*(pose.pose.position.x);
            		pose.pose.position.z =  3;  		
            		last_request = ros::Time::now();
			flag=8;
        	}
	if((flag ==8) && (ros::Time::now() - last_request > ros::Duration(0.5)))
		{
           		ROS_INFO("Position_8 ");
            		pose.pose.position.x =  pose.pose.position.x + 0.5;
			pose.pose.position.y =  (pose.pose.position.x)*(pose.pose.position.x);
            		pose.pose.position.z =  3;  		
            		last_request = ros::Time::now();
			flag=9;
        	}
	if((flag ==9) && (ros::Time::now() - last_request > ros::Duration(0.5)))
		{
           		ROS_INFO("Position_9 ");
            		pose.pose.position.x =  pose.pose.position.x + 0.5;
			pose.pose.position.y =  (pose.pose.position.x)*(pose.pose.position.x);
            		pose.pose.position.z =  3;  		
            		last_request = ros::Time::now();
			flag=10;
        	}
	if((flag ==10) && (ros::Time::now() - last_request > ros::Duration(0.5)))
		{
           		ROS_INFO("Position_10 ");
            		pose.pose.position.x =  pose.pose.position.x + 0.5;
			pose.pose.position.y =  (pose.pose.position.x)*(pose.pose.position.x);
            		pose.pose.position.z =  3;  		
            		last_request = ros::Time::now();
			flag=11;
        	}
	if((flag ==11) && (ros::Time::now() - last_request > ros::Duration(0.5)))
		{
           		ROS_INFO("Position_11 ");
            		pose.pose.position.x =  pose.pose.position.x + 0.5;
			pose.pose.position.y =  (pose.pose.position.x)*(pose.pose.position.x);
            		pose.pose.position.z =  3;  		
            		last_request = ros::Time::now();
			flag=12;
        	}
	if((flag ==12) && (ros::Time::now() - last_request > ros::Duration(0.5)))
		{
           		ROS_INFO("Position_12 ");
            		pose.pose.position.x =  pose.pose.position.x + 0.5;
			pose.pose.position.y =  (pose.pose.position.x)*(pose.pose.position.x);
            		pose.pose.position.z =  3;  		
            		last_request = ros::Time::now();
			flag=13;
        	}
	if((flag ==13) && (ros::Time::now() - last_request > ros::Duration(0.5)))
		{
           		ROS_INFO("Position_13 ");
            		pose.pose.position.x =  pose.pose.position.x + 0.5;
			pose.pose.position.y =  (pose.pose.position.x)*(pose.pose.position.x);
            		pose.pose.position.z =  3;  		
            		last_request = ros::Time::now();
			flag=14;
        	}
        if((flag ==14) && (ros::Time::now() - last_request > ros::Duration(8.0)))
        	{
        		break;
        	}

        local_pos_pub.publish(pose);
        ros::spinOnce();
        rate.sleep();
    }
    
    ROS_INFO("AUTO.LAND");
    offb_set_mode.request.custom_mode = "AUTO.LAND";
    set_mode_client.call(offb_set_mode);
    return 0;
}

void state_cb(const mavros_msgs::State::ConstPtr& msg)
{
    current_state = *msg;
}

void local_pos_cb(const nav_msgs::Odometry::ConstPtr& msg)
{
    local_pos = *msg;
}

到了这里,关于px4+gazebo无人机仿真,定点起飞,y=x²轨迹飞行的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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    2024年02月09日
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  • (最新)ubuntu搭建PX4无人机仿真环境(2) —— MAVROS安装

    MAVROS是一个ROS(Robot Operating System)软件包 , 有了它就可以让ROS与飞控通信。这次安装是以ubuntu 18.04 (ROS Melodic)为例,也适用于其他版本 。安装之前确保 ROS 安装成功,没安装的可以看我仿真系列教程。 (注:安装方式有二进制安装和源码安装两种方式,源码安装需要从Git

    2024年02月09日
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  • ROS-基于PX4的无人机SLAM建图(Cartographer)仿真

    首先在电脑上安装好Ubuntu系统和ROS系统,我安装的是Ubuntu18.04和ROS Melodic,不同的Ubuntu版本对应不同的ROS版本 ROS发布日期 ROS版本 停止支持日期 对应Ubuntu版本 2018年5月23日 ROS Melodic Morenia 2023年5月 Ubuntu 18.04 2016年5月23日 ROS Kinetic Kame 2021年4月 Ubuntu 16.04 (Xenial) Ubuntu 15.10 (Wily) 201

    2024年02月15日
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  • 带你玩转PX4无人机仿真(3) —— 运行官方案例(RC版)

    前言: 本次教程是官方提供的 MAVROS Offboard (板外) 控制示例,但加上了 外部遥控器(RC)控制 (如果想要在真机上实现,还要修改代码) 注:搭建仿真环境可以看下面教程 👇 (最新)ubuntu搭建PX4无人机仿真环境(1) —— 概念介绍及环境建议 (最新)ubuntu搭建PX4无人机仿真环境(2) —

    2024年02月19日
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