PX4-Autopilot代码解析（22）— Gazebo模拟

最新推荐文章于 2025-11-29 11:20:17 发布
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#无人机 #飞控 #PX4 #架构 #系统架构

本文档介绍了PX4的Gazebo仿真框架，重点阐述了其与Gazebo Garden（Gazebo的最新版本）的集成。该系统提供软件在环（SITL）仿真功能，用于测试和开发PX4自动驾驶仪的功能。

架构概述

PX4的Gazebo仿真系统以该模块为核心构建GZBridge，该模块充当PX4自动驾驶仪和Gazebo Garden模拟器之间的通信桥梁。该系统支持多种车辆类型和传感器配置。
Gazebo仿真架构概述

GZBridge组件

该类GZBridge作为 PX4 和 Gazebo Garden 之间的主要接口。它实现了一个以 100Hz 频率运行的计划工作项，用于处理双向通信。

核心功能

这座桥梁具有以下几个关键功能：

功能 描述 执行
传感器数据采集 订阅 Gazebo 传感器主题并发布到 uORB GZBridge.cpp192-329
执行器命令输出 接收来自 uORB 的执行器命令并发送到 Gazebo GZBridge.cpp136-157
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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这是我的环境配置
08-03
<think>我们正在解决PX4配置Gazebo仿真环境时的环境变量设置问题。根据用户提供的引用和之前的问题，关键点在于正确设置`setup_gazebo.bash`和`ROS_PACKAGE_PATH`。 引用[1]和[2]都提到了设置环境变量的方法，但路径略有不同。注意，PX4的目录结构可能因版本而异，特别是从v1.13版本开始，PX4的Gazebo仿真工具路径有所变化（从`Tools/sitl_gazebo`改为`Tools/simulation/gazebo-classic`）。 正确步骤： 1. **确定PX4-Autopilot的安装路径**：假设为`~/PX4-Autopilot`（用户根据实际情况调整）。 2. **source setup_gazebo.bash**：这个脚本会设置Gazebo相关的环境变量，包括模型路径和插件路径。 3. **设置ROS_PACKAGE_PATH**：将PX4的路径和sitl_gazebo的路径加入ROS包路径，以便ROS能够找到相应的包。 具体命令如下（推荐临时设置，也可写入.bashrc）： ```bash # 设置Gazebo环境（注意路径变化） source ~/PX4-Autopilot/Tools/simulation/gazebo-classic/setup_gazebo.bash ~/PX4-Autopilot ~/PX4-Autopilot/build/px4_sitl_default # 设置ROS包路径 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 ``` 注意： - 第一个命令中，`setup_gazebo.bash`需要两个参数：PX4源码路径和PX4的build目录（这里以默认的px4_sitl_default为例）。 - 第二个命令将PX4主目录加入ROS包路径，第三个命令将sitl_gazebo的包路径加入。 如果用户使用的是旧版本（v1.12及之前），路径可能是： ```bash source ~/PX4-Autopilot/Tools/sitl_gazebo/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 ``` 为了避免每次打开终端都要设置，可以将这些命令写入`~/.bashrc`文件末尾（如引用[1]所示）： ```bash echo "source ~/PX4-Autopilot/Tools/simulation/gazebo-classic/setup_gazebo.bash ~/PX4-Autopilot ~/PX4-Autopilot/build/px4_sitl_default" >> ~/.bashrc echo "export ROS_PACKAGE_PATH=\$ROS_PACKAGE_PATH:~/PX4-Autopilot" >> ~/.bashrc echo "export ROS_PACKAGE_PATH=\$ROS_PACKAGE_PATH:~/PX4-Autopilot/Tools/simulation/gazebo-classic/sitl_gazebo-classic" >> ~/.bashrc source ~/.bashrc ``` 另外，引用[3][4]提到Gazebo自身环境变量设置，如果遇到Gazebo命令找不到的问题，可以尝试： ```bash source /usr/share/gazebo/setup.bash ``` 或者写入.bashrc。 验证设置是否正确： ```bash # 检查环境变量GAZEBO_PLUGIN_PATH和GAZEBO_MODEL_PATH是否包含PX4相关路径 echo $GAZEBO_PLUGIN_PATH echo $GAZEBO_MODEL_PATH # 检查ROS_PACKAGE_PATH是否包含PX4路径 echo $ROS_PACKAGE_PATH ``` 如果用户遇到`jinja_gen.py`找不到的问题，可能是因为sitl_gazebo的路径没有正确加入环境变量，确保`ROS_PACKAGE_PATH`包含了`Tools/simulation/gazebo-classic/sitl_gazebo-classic`（或旧版本的`Tools/sitl_gazebo`），这样ROS的`find`命令才能定位到该脚本。 最后，运行仿真前，确保已经编译了PX4的SITL目标： ```bash cd ~/PX4-Autopilot make px4_sitl_default ``` 然后启动Gazebo仿真（例如使用iris模型）： ```bash roslaunch px4 posix_sitl.launch vehicle:=iris ``` 如果问题仍然存在，请检查： 1. PX4目录路径是否正确（特别是如果用户将PX4安装在非主目录下） 2. 是否编译了sitl_gazebo（通过`make px4_sitl_default sitl_gazebo`） 3. 脚本`setup_gazebo.bash`是否存在（如果不存在，可能是PX4版本问题，尝试使用旧路径） 注意：以上路径中的`~/PX4-Autopilot`应替换为实际的PX4目录路径。</think>### 配置PX4与Gazebo仿真环境的正确路径设置方法 在配置PX4与Gazebo仿真环境时，正确设置环境变量是解决路径问题的关键。以下是详细步骤和注意事项： #### 标准配置步骤 1. **设置Gazebo基础环境**（必须首先执行）： ```bash source /usr/share/gazebo/setup.bash # 激活Gazebo基础环境[^3][^4] ``` 2. **加载PX4专用Gazebo环境**： ```bash source ~/PX4-Autopilot/Tools/simulation/gazebo-classic/setup_gazebo.bash \ ~/PX4-Autopilot \ ~/PX4-Autopilot/build/px4_sitl_default ``` 3. **配置ROS包路径**： ```bash export ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:~/PX4-Autopilot export ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:~/PX4-Autopilot/Tools/simulation/gazebo-classic/sitl_gazebo-classic ``` 4. **永久配置（推荐）** - 添加到`~/.bashrc`： ```bash echo "source /usr/share/gazebo/setup.bash" >> ~/.bashrc echo "source ~/PX4-Autopilot/Tools/simulation/gazebo-classic/setup_gazebo.bash ~/PX4-Autopilot ~/PX4-Autopilot/build/px4_sitl_default" >> ~/.bashrc echo "export ROS_PACKAGE_PATH=\$ROS_PACKAGE_PATH:~/PX4-Autopilot" >> ~/.bashrc echo "export ROS_PACKAGE_PATH=\$ROS_PACKAGE_PATH:~/PX4-Autopilot/Tools/simulation/gazebo-classic/sitl_gazebo-classic" >> ~/.bashrc source ~/.bashrc # 立即生效 ``` #### 关键注意事项 1. **路径变化**： - 新版本PX4（v1.13+）使用：`Tools/simulation/gazebo-classic/` - 旧版本PX4（v1.12-）使用：`Tools/sitl_gazebo/`[^1][^2] ```bash # 旧版本路径示例 source ~/PX4-Autopilot/Tools/sitl_gazebo/setup_gazebo.bash ... ``` 2. **执行顺序**： ```mermaid graph LR A[source /usr/share/gazebo/setup.bash] --> B[source PX4的setup_gazebo.bash] B --> C[设置ROS_PACKAGE_PATH] ``` 3. **路径验证命令**： ```bash # 检查Gazebo插件路径 echo $GAZEBO_PLUGIN_PATH | tr ':' '\n' # 检查ROS包路径 echo $ROS_PACKAGE_PATH | tr ':' '\n' ``` 4. **常见错误处理**： - 如果提示`jinja_gen.py not found`： ```bash # 添加执行权限 chmod +x ~/PX4-Autopilot/Tools/simulation/gazebo-classic/scripts/jinja_gen.py ``` - 路径不存在错误： ```bash # 检查路径是否存在 ls -d ~/PX4-Autopilot/Tools/simulation/gazebo-classic ``` #### 环境变量作用说明 | 变量 | 作用 | 典型值示例 | |------|------|------------| | `GAZEBO_MODEL_PATH` | Gazebo模型搜索路径 | `~/PX4-Autopilot/Tools/simulation/gazebo-classic/models` | | `GAZEBO_PLUGIN_PATH` | Gazebo插件路径 | `~/PX4-Autopilot/build/px4_sitl_default/build_gazebo-classic` | | `ROS_PACKAGE_PATH` | ROS包搜索路径 | 包含PX4主目录和sitl_gazebo路径 |
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