前言

Ubuntu22.04->Ubuntu20.04->Ubuntu22.04->Ubunut20.04

关于这个软件的配置和安装，看到以上的四个系统版本，首先会联想到什么？

高情商：装机经验丰富
低情商：系统被反复玩坏

反正我就是这样，如此“简单”的一个软件，我在自己的台式机上来回装了四五遍（我辛辛苦苦配置的路径和软件就这么没了），从装在conda虚拟环境里、装在用户目录下、装在系统目录下（然后系统就寄了），最终回过头来，还是决定装在docker里面，这才是最终的解决方案。在此也推荐正在看到这篇博客的你，除非对自己的包管理能力充分自信，否则还是装在docker里面吧（当然富哥另说）。

目前也只是完成了一个安装，我仿真是一点不会，能记到多少，先把它写下来，后面不走回头路。

安装心得

首先在安装前，要充分地考察自己的需求，即，是否需要安装ROS系统。我在重装之前的初次安装中，一来就是毫无顾忌地装ROS，还是Bug极多的ROS2，犯了兵家大忌之一；二来是在安装完ROS2后，又迫不及待地去找了另一个博客去安装Gazebo，谁知这两个博客的内容是自相矛盾的，在编译的时候压根编译不过。

本来还想去B站上找一些教程跟着学把它给装好呢，结果B站上的参差不齐，就没见过有人使用Ubuntu22.4来装ROS的

最流行的还是使用Ubuntu18.04安装ROS1，在本文中，主要介绍使用Ubuntn20.04在不安装ROS的情况下，直接完成PX4和Gazebo的安装。

前置条件

Docker可以正常使用
首先默认已经完成Docker的安装，并保证当前用户位于docker用户组中，即可以查看docker的镜像列表和容器列表，可使用以下命令：

1 2	docker images ls docker ps -a

将分别展示当前系统中缓存的全部镜像和容器。

Nvidia原装驱动完整
其次，需要保证当前系统已经完成Nvidia原装驱动的安装，在保证nvidia-smi有输出以外，还需要保证驱动由Nvidia官方提供，可通过“软件和更新”选项完成稳定的专有驱动安装，目前为止，本文所使用的联合仿真环境并不需要CUDA和CUDNN的支持，不过，随着仿真和算法的深入，它们是必不可少的，因此也推荐安装CUDA和CUDNN。

我在使用容器的过程中遇到**Error could not select device driver ““ with capabilities: [[gpu]]**错误

该错误是缺少来自Nvidia官方的容器驱动，可参考如下博客完成修复。

PX4仓库提前下载。
PX4是著名的无人机软硬件开源项目，其官方的github链接可由此访问。PX4的仓库代码量和子模块数量巨大，如果在容器中下载，将再次需要配置容器apt和pip等下载工具的镜像源，不方便操作，因此可以在宿主机上提前完成下载，可通过如下命令完成：

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cd /workspace # 你的工作目录
git clone git@github.com:PX4/PX4-Autopilot.git --recursive
# git clone https://github.com/PX4/PX4-Autopilot.git --recursive

并注意检查下载的子模块中是否有报错，如果有，极有可能子模块下载不完整，为了避免在编译过程中出现引用问题，请使用以下命令确保子模块完整：

1 2	cd PX4-Autopilot git submodule update --init --recursive

安装步骤

首先需要拉取镜像，这里可以使用前人提供的带有完整的Nvidia开发环境的镜像（就是镜像稍大了点，不过Bug保证能少很多），可通过如下命令完成：

1	docker pull rezenders/ignition:hackathon-nvidia

网络环境不好的，可以通过配置docker的镜像源加速下载，亦可将其下载至本地后导入。具体方法可见官方文档。

启动容器，以下载得到的镜像为基础，构建容器，使用如下命令：

docker run -it --privileged \
--gpus all \
-e NVIDIA_DRIVER_CAPABILITIES=all \
-v ~/src:/src:rw \
-v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix \
-e DISPLAY  \
-u docker \
--network=host \
--name=p4 \
ros:noetic \
/bin/bash

说明：这里最关键的一个参数是-e NVIDIA_DRIVER_CAPABILITIES=all，其确保容器能够使用宿主机的CUDA和驱动等工具，避免在容器中重新配置。此外，挂载的路径和文件夹可自行配置，需要与之前自己下载的PX4仓库路径一致。本条命令参考自博客。

安装Gazebo

请注意，本步骤将在容器内部进行！

根据PX4提供的官方用户手册，Ubuntu20.04对应的Gazebo是classic版本，可以使用如下的命令完成安装：

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sudo apt remove gz-garden
sudo apt install aptitude
sudo aptitude install gazebo libgazebo11 libgazebo-dev

实际上20.04版本的也兼容更高级的仿真器。例如，如果要安装garden版本的Gazebo，可以使用如下命令：

sudo wget https://packages.osrfoundation.org/gazebo.gpg -O /usr/share/keyrings/pkgs-osrf-archive-keyring.gpg
echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/pkgs-osrf-archive-keyring.gpg] http://packages.osrfoundation.org/gazebo/ubuntu-stable $(lsb_release -cs) main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/gazebo-stable.list > /dev/null
sudo apt-get update
sudo apt-get install gz-garden

两者对应的版本的界面不同，只能存在一个（其实好像共存也没有问题）
4. 编译PX4
这一步同样在容器内部进行，首先需要进入至挂载点，这里以/workspace/PX4-Autopilot这例，在该目录下，执行一次：

1	bash ./Tools/setup/ubuntu.sh

该脚本将自动完成必需包的安装与配置，此外，也可以有特别的输入参数可供选择，详情请参考官方文档。
如果顺利，这一步的编译过程中将不报错，此时已经安装完毕，可进行下一步的验证。

验证安装

首先第一步，千万别忘记，不然开不了图形界面。

要在宿主机上开启图形权限

可运行命令：

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xhost +
# 或者
# xhost +local

在上一步完成PX4文件的编译后，仍然在该目录下，可根据下表选取不同型号的无人机，测试仿真环境搭建正常：

无人机型号	命令行	PX4_SYS_AUTOSTART
Quadrotor(x500)	`make px4_sitl gz_x500`	4001
Quadrotor(x500) with Depth Camera	`make px4_sitl gz_x500_depth`	4002
Quadrotor(x500) with Vision Odometry	`make px4_sitl gz_x500_vision`	4005
VTOL	`make px4_sitl gz_standard_vtol`	4004
Plane	`make px4_sitl gz_rc_cessna`	4003
Advanced Plane	`make px4_sitl gz_advanced_plane`	4008
表格来自官方文档，表格对应的gazebo版本是`garden`，如果是`classic`版本，可参考以下表格。