ROS2+Ardupilot+Gazebo通信仿真基本环境搭建

一、准备工作：安装ROS2

1. 确认系统版本

ROS2 Humble 仅适配 Ubuntu 22.04 LTS（Jammy），执行命令校验系统：

bash 复制代码

lsb_release -a

输出信息需包含 Ubuntu 22.04 (Jammy Jellyfish)。

2. 更新系统并安装基础工具

bash 复制代码

sudo apt update
sudo apt upgrade -y

3. 解决 apt 公钥缺失报错（NO_PUBKEY F42ED6FBAB17C654）

导入缺失公钥

bash 复制代码

gpg --keyserver hkp://keyserver.ubuntu.com:80 --recv F42ED6FBAB17C654

将公钥写入 apt 信任列表

bash 复制代码

gpg --export --armor F42ED6FBAB17C654 | sudo apt-key add -

注意：命令末尾 - 不可省略

刷新软件源

bash 复制代码

sudo apt update

4. 鱼香 ROS 一键安装脚本

bash 复制代码

wget http://fishros.com/install -O fishros && . fishros

交互选项统一选择：1（安装 ROS2 Humble），连续确认全部 1 号选项完成安装。

5. 配置永久 ROS 环境变量

写入 bashrc 配置文件

bash 复制代码

echo "source /opt/ros/humble/setup.bash" >> ~/.bashrc

立刻加载环境变量，无需重启终端

bash 复制代码

source ~/.bashrc

验证 ROS 发行版

bash 复制代码

echo $ROS_DISTRO

正常输出：humble

二、验证 ROS2 完整安装

1. 话题通信测试（talker/listener）

终端 1（发布节点）：

bash 复制代码

ros2 run demo_nodes_cpp talker

终端 2（订阅节点）：

bash 复制代码

ros2 run demo_nodes_cpp listener

listener 持续打印接收字符串即代表通信正常。

2. 图形海龟仿真测试

终端 1（海龟画布）：

bash 复制代码

ros2 run turtlesim turtlesim_node

终端 2（键盘控制）：

bash 复制代码

ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

选中控制终端，通过上下左右方向键可操控海龟移动，图形功能正常即安装完整。

ROS2和Ardupilot的通信（基于MAVROS，本质上还是UDP转发）

1.安装Mavros

安装MAVROS。这是连接ROS2和Ardupilot飞控的桥梁

bash 复制代码

# 创建工作空间
mkdir -p ~/ros2_mavros_ws/src
cd ~/ros2_mavros_ws/src
 
# 克隆mavros和相关的mavlink包
git clone https://github.com/mavlink/mavros.git
git clone https://github.com/mavlink/mavlink.git
 
# 安装依赖并编译
cd ~/ros2_mavros_ws
rosdep install --from-paths src --ignore-src -r -y
colcon build --symlink-install

可能遇到的问题

bash 复制代码

RROR: pip's dependency resolver does not currently take into account all the packages that are installed. This behaviour is the source of the following dependency conflicts.

colcon-core 0.20.1 requires setuptools<80,>=30.3.0, but you have setuptools 82.0.1 which is incompatible.

---

Finished <<< mavlink [15.8s]

Starting >>> libmavconn

解决

bash 复制代码

pip3 install "setuptools<80.0.0"

降级完成后，再次运行编译命令即可：

bash 复制代码

colcon build --symlink-install

装好 ROS2 后写入 bashrc

bash 复制代码

echo "source /opt/ros/humble/setup.bash" >> ~/.bashrc
echo "source ~/ros2_mavros_ws/install/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

2.启动gazebo和ardupilot

启动gazebo

bash 复制代码

cd ardupilot_gazebo
gz sim -v4 -r iris_runway.sdf --render-engine ogre

启动ardupilot 将数据通过14550端口转发出去，并可以通过该端口接受命令，双向通信

bash 复制代码

cd ardupilot
sim_vehicle.py -v ArduCopter -f gazebo-iris --model JSON --map --console --out=udp:172.22.46.xx:14550

等待传感器初始化完成后解锁执行任务

bash 复制代码

mode guided // 切换到引导模式
arm throttle //解锁

3.进入ros2_mavros_ws执行ros连接

bash 复制代码

cd ros2_mavros_ws
ros2 run mavros mavros_node --ros-args -p fcu_url:=udp://:14550@ -p system_id:=1 -p component_id:=240 -p target_system_id:=1 -p target_component_id:=1 -p dialect:=ardupilotmega

4.查看通信话题

任意打开中断执行

bash 复制代码

source /opt/ros/humble/setup.bash
source ~/ros2_mavros_ws/install/setup.bash
ros2 topic echo /uas1/mavros/state

成功通信

ROS2和Ardupilot的通信（基于DDS转发，极致的性能）

建议基于WSL安装

1.下载已经编译完成的ROS2和Ardupilot整合包

假设下载路径为d/vm_transfer/

2.拷贝文件至WSL

bash 复制代码

cp /mnt/d/vm_transfer/ardupilot_ros_image.tar.gz ~/
cp /mnt/d/vm_transfer/ROS2_ardupilot_Iris_docker.zip ~/
unzip ROS2_ardupilot_Iris_docker.zip #解压到当前目录

3.借用windows已存在的Docker Desktop导入镜像

打开 Docker Desktop 设置 - Resources WSL Integration
开启ubuntu-20.04开关,Apply & restart

3. 关闭当前WSL终端，重新打开WSL窗口或打开powershell bash wsl --shutdown 4. 再执行导入命令: bash gunzip -c ardupilot_ros_image.tar.gz | docker load docker images # 能看到原镜像名+标签即迁移完成

4.启动docker容器

进入ROS2_ardupilot_Iris_docker目录（方案一）
bash 复制代码
```
docker compose down
docker compose up -d
docker compose exec ardupilot_ros bash
```
启动成功
使用Docker Desktop启动（方案二，推荐！！！）

点击右边的启动按钮即可

5.Vscode进行容器操作及二次开发

确保DockerDesktop开启且docker容器启动成功
打开Vscode,连接
连接成功

6.仿真测试

进入ros2_ws目录，启动带有摄像头的gazebo仿真

bash 复制代码

cd ~/ros2_ws
rm -rf build/ install/ log/
colcon build
source /opt/ros/humble/setup.bash
source ~/ros2_ws/install/setup.bash
ros2 launch ardupilot_gz_bringup iris_runway.launch.py

新建终端启动mavproxy

bash 复制代码

source /opt/ros/humble/setup.bash
source ~/ros2_ws/install/setup.bash
mavproxy.py --console --map --aircraft test --master=:14550

控制飞行并且接收到视频画面