PX4与Gazebo Harmonic仿真学习

环境安装

PX4源码中自带Gazebo仿真器，因此只需要下载PX4源码即可：

1	git clone git@github.com:dreamer198/PX4-Autopilot.git --recursive

命令中的 --recursive 表示同时下载子模块。

基本使用

启动仿真

进入PX4目录并编译启动仿真：

1 2	cd /path/to/PX4-Autopilot make px4_sitl gz_x500

这会编译并启动x500无人机模型。

其他常用模型：

1 2	make px4_sitl gz_x500_depth # 带深度相机的x500 make px4_sitl gz_rc_cessna # Cessna飞机模型

Gazebo话题操作

查看所有Gazebo话题：

1	gz topic -l

查看特定话题的数据：

1	gz topic -e -t <话题名称>

ROS2桥接

注意：在桥接话题时需要安装 ros-humble-ros-gzharmonic，而不是ROS2自带的 ros-humble-ros-gz

Gazebo话题可以桥接到ROS2话题：

1	ros2 run ros_gz_bridge parameter_bridge /TOPIC@ROS_MSG@GZ_MSG

参数说明：

/TOPIC：Gazebo里的话题名
ROS_MSG：ROS2消息类型
GZ_MSG：Gazebo消息类型
@：双向桥接
[：Gazebo → ROS（单向）
]：ROS → Gazebo（单向）

桥接后的话题名称保持不变。

示例：桥接深度相机图像

1	ros2 run ros_gz_bridge parameter_bridge /depth_camera@sensor_msgs/msg/Image[gz.msgs.Image

高级配置

独立启动模式

单独启动PX4仿真，等待Gazebo环境启动：

1	PX4_GZ_STANDALONE=1 make px4_sitl gz_x500

无GUI模式

不启动GUI的情况下开启仿真，减少内存占用：

1	HEADLESS=1 make px4_sitl gz_x500

设置地理位置

手动设置世界模型的中心经纬高：

export PX4_HOME_LAT=51.1788
export PX4_HOME_LON=-1.8263
export PX4_HOME_ALT=101
make px4_sitl gz_x500

选择世界模型

设置特定的世界模型：

1	PX4_GZ_WORLD=Baylands make px4_sitl gz_x500

调整仿真速度

1	PX4_SIM_SPEED_FACTOR=2 make px4_sitl gz_x500

参数配置要点

配置项	参数	说明
飞行机型	`PX4_SYS_AUTOSTART`	指定使用的机型编号
新建飞机	`PX4_SIM_MODEL` 或 `PX4_GZ_MODEL_NAME`	连接已有飞机
初始位置	`PX4_GZ_MODEL_POSE`	设置模型的初始位姿
世界模型	`PX4_GZ_WORLD`	选择Gazebo世界环境
启动模式	`PX4_GZ_STANDALONE`	是否独立启动
仿真速度	`PX4_SIM_SPEED_FACTOR`	仿真速度倍率

直接使用px4二进制文件

除了直接使用 make，也可以使用编译好的 px4 二进制文件，便于更精细地调整参数：

1	./build/px4_sitl_default/bin/px4 -i <实例编号>

使用 -i 参数可以区分不同的无人机实例。

多机仿真示例

# 第一架无人机
PX4_SYS_AUTOSTART=4001 PX4_SIM_MODEL=gz_x500 ./build/px4_sitl_default/bin/px4 -i 1

# 第二架无人机（独立启动，位置偏移1米）
PX4_GZ_STANDALONE=1 PX4_SYS_AUTOSTART=4001 PX4_GZ_MODEL_POSE="0,1" PX4_SIM_MODEL=gz_x500 ./build/px4_sitl_default/bin/px4 -i 2

# 第三架无人机（Cessna模型，位置偏移2米）
PX4_GZ_STANDALONE=1 PX4_SYS_AUTOSTART=4003 PX4_GZ_MODEL_POSE="0,2" PX4_SIM_MODEL=gz_rc_cessna ./build/px4_sitl_default/bin/px4 -i 3