本机环境配置

推荐组合

本手册按以下组合编写：

  • Ubuntu 20.04 LTS
  • ROS Noetic
  • PX4 Autopilot v1.15.0
  • Gazebo Classic
  • MAVROS
  • Python 3

建议优先使用原生 Ubuntu 或独立 Ubuntu 设备。虚拟机和 WSL 的图形、USB、网络广播与硬件加速配置会因宿主机而异，不在本手册的默认流程内。

1. 安装 ROS Noetic 与 MAVROS

先按 ROS Noetic 官方流程安装桌面版环境，再安装平台运行所需的软件包：

sudo apt update
sudo apt install ros-noetic-desktop-full \
  ros-noetic-mavros ros-noetic-mavros-extras \
  python3-rosdep python3-catkin-tools python3-pip

初始化 rosdep，并安装 GeographicLib 数据集：

sudo rosdep init
rosdep update
sudo /opt/ros/noetic/lib/mavros/install_geographiclib_datasets.sh

将 ROS 环境加入当前用户的 shell：

echo 'source /opt/ros/noetic/setup.bash' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

如果 rosdep init 提示已经初始化，可直接继续执行 rosdep update。

2. 安装 PX4 v1.15.0

以下示例把 PX4 安装到用户主目录：

cd ~
git clone --branch v1.15.0 --recursive https://github.com/PX4/PX4-Autopilot.git
cd PX4-Autopilot
git submodule update --init --recursive
bash Tools/setup/ubuntu.sh --fix-missing

安装脚本结束后重启系统，然后完成一次 SITL 编译：

cd ~/PX4-Autopilot
make px4_sitl gazebo-classic

将 PX4 和 Gazebo Classic 路径加入 ~/.bashrc：

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

保存后重新打开终端，或执行 source ~/.bashrc。

3. 获取 SwiftWing 仿真源码

源码仓库的根目录按 Catkin 工作空间的 src 目录组织，因此建议按下面的目录方式克隆：

mkdir -p ~/swiftwing_ws
cd ~/swiftwing_ws
git clone https://github.com/SwiftWing001/swiftwing-simulation.git src
catkin_make
echo 'source ~/swiftwing_ws/devel/setup.bash' >> ~/.bashrc
source ~/swiftwing_ws/devel/setup.bash

安装示例额外使用的 Python 包：

python3 -m pip install --user numpy scipy matplotlib plotly geographiclib pygeodesy

把仓库提供的 PX4 启动文件复制到 PX4 的 ROS launch 目录：

cp ~/swiftwing_ws/src/px4_launch/*.launch ~/PX4-Autopilot/launch/

4. 验证安装

新开一个终端并执行：

rospack find uav_controller
rospack find single_demo
rospack find multi_demo

三条命令都应返回 ~/swiftwing_ws/src/ 下的对应目录。随后测试单机 PX4 环境：

roslaunch px4 single_plane.launch

Gazebo 中出现固定翼模型、终端没有持续报错，即可进入快速开始。

常见问题

  • 找不到 ROS 包：确认当前终端已执行 source ~/swiftwing_ws/devel/setup.bash。
  • 找不到 single_plane.launch：重新复制 px4_launch/*.launch，并确认 rospack find px4 指向预期的 PX4 目录。
  • Gazebo 无法启动或模型缺失：确认使用 PX4 v1.15.0，并检查 Gazebo Classic 环境变量中的路径。
  • Python 模块缺失：使用报错终端中的同一个 python3 执行安装命令，避免把依赖装到其他解释器。