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ArduPilot Gazebo 仿真设置与使用方法
#### 环境准备
在开始
ArduPilot 与
Gazebo 仿真之前，需要确保系统中已正确安装以下组件：
- **ROS (Robot Operating System)**: 推荐使用 ROS Kinetic 或更高版本。可以通过官方文档进行安装。
- **
Gazebo**: 根据引用内容，
Gazebo 9 是推荐版本，适用于
ArduPilot 的
仿真需求[^1]。
- **
ArduPilot 固件**: 从官方仓库克隆
ArduPilot 源码，确保选择正确的分支以支持
Gazebo 仿真。
- **MAVROS**: MAVROS 是 ROS 中用于与
ArduPilot 通信的软件包，安装方法可以参考官方指南[^4]。
#### 安装
Gazebo 9
根据引用内容，
Gazebo 9 是推荐的
仿真平台版本。安装步骤如下：
1. 添加
Gazebo 的官方仓库：
```bash
sudo sh -c 'echo "deb http://packages.osrfoundation.org/
gazebo/ubuntu-stable `lsb_release -cs` main" > /etc/apt/sources.list.d/
gazebo-stable.list'
```
2. 安装
Gazebo 9：
```bash
sudo apt-get update
sudo apt-get install
gazebo9
```
#### 配置
ArduPilot 仿真环境
1. **获取
ArduPilot 源码**:
从 GitHub 克隆
ArduPilot 仓库，并切换到支持
Gazebo 9 的分支：
```bash
git clone https://github.com/
ArduPilot/
ardupilot.git
cd
ardupilot
git checkout
gazebo9
```
2. **编译
ArduPilot 固件**:
使用 `waf` 工具编译
ArduPilot 固件：
```bash
./waf configure --board sitl
./waf build
```
#### 配置
Gazebo 插件
在
Gazebo 中使用
ArduPilot 插件时，需要配置 `model` 文件中的插件参数。例如，在 `model.sdf` 文件中添加以下内容：
```xml
<plugin name="arducopter_plugin" filename="lib
ArduPilotPlugin.so">
<fdm_addr>127.0.0.1</fdm_addr>
<fdm_port_in>9002</fdm_port_in>
<fdm_port_out>9003</fdm_port_out>
</plugin>
```
此配置允许
Gazebo 与
ArduPilot 进行通信，其中 `fdm_addr` 是
仿真模型的地址，`fdm_port_in` 和 `fdm_port_out` 分别是输入和输出端口[^3]。
#### 启动
仿真
1. **启动
Gazebo 并加载模型**:
使用
Gazebo 命令启动
仿真环境并加载
ArduPilot 模型：
```bash
gazebo --verbose models/arducopter_sitl/sdf/arducopter_sitl.sdf
```
2. **启动
ArduPilot SITL (Software In The Loop)**:
在另一个终端中启动
ArduPilot SITL：
```bash
./build/sitl/bin/arducopter -S -I0 --model
gazebo --defaults ArduCopter/default_params/copter.parm
```
#### 使用 MAVROS 与
ArduPilot 通信
1. **安装 MAVROS**:
根据引用内容，安装 MAVROS 并配置地理库数据集：
```bash
sudo apt-get install ros-kinetic-mavros ros-kinetic-mavros-extras
wget https://raw.githubusercontent.com/mavlink/mavros/master/mavros/scripts/install_geographiclib_datasets.sh
chmod a+x install_geographiclib_datasets.sh
./install_geographiclib_datasets.sh
```
2. **启动 MAVROS 节点**:
使用 `roslaunch` 启动 MAVROS 节点并与
ArduPilot 通信：
```bash
roslaunch mavros apm.launch
```
#### 控制无人
机
通过 MAVROS 提供的接口，可以使用 ROS 节点发送控制指令。例如，使用 `mavros` 的 `setpoint_position` 话题发送目标位置：
```python
import rospy
from geometry_msgs.msg import PoseStamped
rospy.init_node('setpoint_publisher', anonymous=True)
pub = rospy.Publisher('/mavros/setpoint_position/local', PoseStamped, queue_size=10)
rate = rospy.Rate(20) # 20 Hz
pose = PoseStamped()
pose.pose.position.x = 0
pose.pose.position.y = 0
pose.pose.position.z = 10
while not rospy.is_shutdown():
pub.publish(pose)
rate.sleep()
```
#### 调试与日志
在
仿真过程中，可以通过
Gazebo 的 GUI 界面观察无人
机的运动状态。同时，
ArduPilot 和 MAVROS 会生成日志文件，用于调试和分析
仿真结果。
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本文详细介绍了如何使用ArduPilot与Gazebo进行多车模拟，包括调整端口号、编辑世界文件以适应不同类型的车辆（如Rover、Plane、Copter等），并说明了如何通过修改参数SYSID_THISMAV来确保GCS连接的独特性。
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