PX4 Autopilot 无人机飞控软件安装配置指南

PX4 Autopilot 无人机飞控软件安装配置指南

【免费下载链接】PX4-Autopilot PX4 Autopilot Software 【免费下载链接】PX4-Autopilot 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/px/PX4-Autopilot

项目概述

PX4 Autopilot 是一个开源的无人机飞行控制软件,适用于各种无人机和其他无人驾驶车辆。该项目提供了灵活的工具集,支持多种硬件平台和操作系统,包括 Linux、NuttX 和 macOS。PX4 的主要应用位于 src/modules 目录中,涵盖了从飞行控制到传感器驱动的多个模块。

主要编程语言和技术

核心技术栈

  • C++:用于核心飞行控制逻辑和模块开发
  • C:用于底层驱动和硬件接口
  • Python:用于测试脚本和自动化任务

关键技术框架

  • MAVLink:用于与地面站和其他外部系统通信的协议
  • ROS (Robot Operating System):用于高级任务规划和控制
  • NuttX:实时操作系统,用于嵌入式系统
  • Linux:用于开发和仿真环境

系统要求

在开始安装之前,请确保您的系统满足以下要求:

  • 操作系统:Ubuntu 18.04、20.04、22.04 或 24.04 LTS
  • 硬件:至少 4GB RAM 和 20GB 可用磁盘空间
  • 工具:Git、CMake、Python 3.x

安装步骤

1. 安装基础依赖

首先更新系统并安装基础工具:

sudo apt-get update
sudo apt-get install git zip qtcreator cmake build-essential genromfs -y
sudo apt-get install python3-pip python3-jinja2 python3-numpy -y
pip3 install --user toml

2. 克隆 PX4 仓库

使用 Git 克隆 PX4 Autopilot 仓库:

git clone https://gitcode.com/gh_mirrors/px/PX4-Autopilot.git --recursive
cd PX4-Autopilot

3. 运行自动化安装脚本

PX4 提供了便捷的安装脚本,可以自动安装所有必需的依赖项:

bash ./Tools/setup/ubuntu.sh

该脚本会自动安装以下组件:

  • 通用依赖项和工具(astyle、ccache、cmake、cppcheck等)
  • NuttX 工具链(arm-none-eabi-gcc)
  • Python3 依赖包
  • 仿真工具依赖(Gazebo、jMAVSim)

4. 编译固件

选择适合您硬件的目标平台进行编译。例如,编译适用于 Pixhawk 的固件:

make px4_fmu-v5_default

其他常见编译目标:

  • make px4_sitl_default - 软件在环仿真
  • make px4_fmu-v3_default - Pixhawk 1 系列
  • make px4_fmu-v6x_default - Pixhawk 6X 系列

5. 烧录固件

编译完成后,将固件烧录到飞控板:

make px4_fmu-v5_default upload

Python 依赖包

PX4 开发环境需要以下 Python 包:

  • argcomplete
  • cerberus
  • coverage
  • empy>=3.3,<4
  • future
  • jinja2>=2.8
  • jsonschema
  • kconfiglib
  • lark
  • lxml
  • matplotlib>=3.0
  • numpy>=1.13
  • nunavut>=1.1.0
  • packaging
  • pandas>=0.21
  • pkgconfig
  • psutil
  • pycryptodome
  • pygments
  • pymavlink
  • pyros-genmsg
  • pyserial
  • pyulog>=0.5.0
  • pyyaml
  • requests
  • setuptools>=39.2.0
  • six>=1.12.0
  • sympy>=1.10.1
  • toml>=0.9
  • wheel>=0.31.1

仿真环境配置

软件在环仿真(SITL)

启动软件在环仿真:

make px4_sitl_default gazebo-classic

Gazebo 仿真

PX4 支持多种 Gazebo 版本:

  • Ubuntu 18.04:Gazebo 9
  • Ubuntu 20.04:Gazebo 11
  • Ubuntu 22.04+:Gazebo Harmonic

常见问题解决

编译错误

  • 确保所有依赖项都已正确安装
  • 检查 Python 版本是否为 3.6+
  • 确认系统架构支持(x86_64 或 aarch64)

连接问题

  • 检查 USB 连接和驱动程序
  • 确认用户已加入 dialout 组(串口访问权限)

仿真问题

  • 确保显卡驱动正常工作
  • 检查 Gazebo 是否正确安装

开发资源

项目的主要目录结构:

  • src/modules/ - 核心飞行控制模块
  • src/drivers/ - 硬件驱动程序
  • msg/ - 消息定义文件
  • boards/ - 硬件板级支持包
  • Tools/ - 开发和测试工具

通过以上步骤,您应该能够成功安装和配置 PX4 Autopilot 开发环境。建议参考官方文档获取最新的开发指南和最佳实践。

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创作声明:本文部分内容由AI辅助生成(AIGC),仅供参考

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