PX4 Guide (main)

Мови (Ukrainian)

English
中文 (Chinese)
한국어 (Korean)

Мови (Ukrainian)

English
中文 (Chinese)
한국어 (Korean)

Appearance

Симуляція кількох рухомих засобів з Gazebo Classic ​

This topic explains how to simulate multiple UAV vehicles using Gazebo Classic and SITL (Linux only). Різний підхід використовуються для симуляції з та без ROS.

Кілька рухомих засобів з Gazebo Classic ​

To simulate multiple iris or plane vehicles in Gazebo Classic use the following commands in the terminal (from the root of the Firmware tree):

sh
Tools/simulation/gazebo-classic/sitl_multiple_run.sh [-m <model>] [-n <number_of_vehicles>] [-w <world>] [-s <script>] [-t <target>] [-l <label>]

  • <model>: The vehicle type/model to spawn, e.g.: iris (default), plane, standard_vtol, rover, r1_rover typhoon_h480.

  • <number_of_vehicles>: The number of vehicles to spawn. Значення за замовчуванням - 3. Максимум - 254.

  • <world>: The world that the vehicle should be spawned into, e.g.: empty (default)

  • <script>: Spawn multiple vehicles of different types (overriding the values in -m and -n). Наприклад:

    sh
    -s "iris:3,plane:2,standard_vtol:3"
    • Supported vehicle types are: iris, plane, standard_vtol, rover, r1_rover typhoon_h480.
    • Число після двокрапки вказує на кількість рухомих засобів (цього типу) для відтворення.
    • Максимальна кількість засобів - 254.

  • <target>: build target, e.g: px4_sitl_default (default), px4_sitl_nolockstep

  • <label> : specific label for model, e.g: rplidar

Кожному екземпляру рухомого засобу виділяється унікальний системний ідентифікатор MAVLink (2, 3, 4 тощо). MAVLink system id 1 is skipped in order to have consistency among namespaces. Vehicle instances are accessed from sequentially allocated PX4 remote UDP ports: 14541 - 14548 (additional instances are all accessed using the same remote UDP port: 14549).

INFO

The 254-vehicle limitation occurs because mavlink MAV_SYS_ID only supports 255 vehicles in the same network (and the first one is skipped). The MAV_SYS_ID is allocated in the SITL rcS: init.d-posix/rcS

Відео: кілька мультикоптерів (Iris) ​

Відео: кілька літаків ​

Відео: кілька ВЗІП ​

Збірка та тестування (XRCE-DDS) ​

Tools/simulation/gazebo-classic/sitl_multiple_run.sh can be used to simulate multiple vehicles connected via XRCE-DDS in Gazebo Classic.

INFO

You will need to have installed the XRCE-DDS dependencies. For more information see: ROS 2 User Guide (PX4-ROS 2 Bridge), for interfacing with ROS 2 nodes.

Для збірки прикладу установки дотримуйтесь наступних кроків:

  1. Клонуйте код PX4/Прошивки і зберіть код SITL:

    sh
    cd Firmware_clone
git submodule update --init --recursive
DONT_RUN=1 make px4_sitl gazebo-classic

  2. Build the micro xrce-dds agent and the interface package following the instructions here.

  3. Run Tools/simulation/gazebo-classic/sitl_multiple_run.sh. Наприклад, для відтворення 4 рухомих засобів виконайте:

    sh
    ./Tools/simulation/gazebo-classic/sitl_multiple_run.sh -m iris -n 4

    INFO

    Each vehicle instance is allocated a unique MAVLink system id (2, 3, 4, etc.). Системний ідентифікатор MAVLink 1 пропускається.

:::

  1. Run MicroXRCEAgent. Він автоматично під'єднається до усіх чотирьох рухомих засобів:

    sh
    MicroXRCEAgent udp4 -p 8888

    INFO

    The simulator startup script automatically assigns a unique namespace to each vehicle.

:::

Кілька рухомих засобів з MAVROS та Gazebo Classic ​

Цей приклад демонструє установку, яка відкриває клієнтський графічний інтерфейс Gazebo Classic, показуючи два засоби типу Iris у порожньому світі. You can then control the vehicles with QGroundControl and MAVROS in a similar way to how you would manage a single vehicle.

Вимоги ​

Збірка та тестування ​

Для збірки прикладу установки дотримуйтесь наступних кроків:

  1. Клонуйте код PX4/PX4-Autopilot і зберіть код SITL

    sh
    cd Firmware_clone
git submodule update --init --recursive
DONT_RUN=1 make px4_sitl_default gazebo-classic

  2. Виконайте команду source у вашому середовищі:

    sh
    source Tools/simulation/gazebo-classic/setup_gazebo.bash $(pwd) $(pwd)/build/px4_sitl_default
export ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:$(pwd):$(pwd)/Tools/simulation/gazebo-classic/sitl_gazebo

  3. Виконайте файл запуску:

    sh
    roslaunch px4 multi_uav_mavros_sitl.launch

    INFO

    You can specify gui:=false in the above roslaunch to launch Gazebo Classic without its UI.

:::

Навчальний приклад відкриває клієнтський графічний інтерфейс Gazebo Classic, показуючи два засоби типу Iris у порожньому світі.

You can control the vehicles with QGroundControl or MAVROS in a similar way to how you would manage a single vehicle:

  • QGroundControl will have a drop-down to select the vehicle that is "in focus"
  • MAVROS requires that you include the proper namespace before the topic/service path (e.g. for <group ns="uav1"> you'll use /uav1/mavros/mission/push).

Що відбувається? ​

Для кожного змодельованого засобу необхідно наступне:

  • Gazebo Classic model: This is defined as xacro file in PX4-Autopilot/Tools/simulation/gazebo-classic/sitl_gazebo-classic/models/rotors_description/urdf/<model>_base.xacro see here. Currently, the model xacro file is assumed to end with base.xacro. This model should have an argument called mavlink_udp_port which defines the UDP port on which Gazebo Classic will communicate with PX4 node. The model's xacro file will be used to generate an urdf model that contains UDP port that you select. To define the UDP port, set the mavlink_udp_port in the launch file for each vehicle, see here as an example.

    INFO

    If you are using the same vehicle model, you don't need a separate xacro file for each vehicle. The same xacro file is adequate.

:::

  • PX4 node: This is the SITL PX4 app. It communicates with the simulator, Gazebo Classic, through the same UDP port defined in the Gazebo Classic vehicle model, i.e. mavlink_udp_port. To set the UDP port on the PX4 SITL app side, you need to set the SITL_UDP_PRT parameter in the startup file to match the mavlink_udp_port discussed previously, see here. The path of the startup file in the launch file is generated based on the vehicle and ID arguments, see here. The MAV_SYS_ID for each vehicle in the startup file, see here, should match the ID for that vehicle in the launch file here. Це допоможе переконатися, що ви тримаєте налаштування узгоджено між файлом запуску та стартовим файлом.

  • MAVROS node (optional): A separate MAVROS node can be run in the launch file, see here, in order to connect to PX4 SITL app, if you want to control your vehicle through ROS. You need to start a MAVLink stream on a unique set of ports in the startup file, see here. Those unique set of ports need to match those in the launch file for the MAVROS node, see here.

The launch file multi_uav_mavros_sitl.launchdoes the following,

  • завантажує світ у Gazebo Classic,

    xml
      <!-- Gazebo sim -->
  <include file="$(find gazebo_ros)/launch/empty_world.launch">
      <arg name="gui" value="$(arg gui)"/>
      <arg name="world_name" value="$(arg world)"/>
      <arg name="debug" value="$(arg debug)"/>
      <arg name="verbose" value="$(arg verbose)"/>
      <arg name="paused" value="$(arg paused)"/>
  </include>

  • для кожного рухомого засобу,

    • створює модель urdf із xacro, завантажує модель gazebo classic і запускає екземпляр застосунку PX4 SITL

      xml
        <!-- PX4 SITL and vehicle spawn -->
  <include file="$(find px4)/launch/single_vehicle_spawn.launch">
      <arg name="x" value="0"/>
      <arg name="y" value="0"/>
      <arg name="z" value="0"/>
      <arg name="R" value="0"/>
      <arg name="P" value="0"/>
      <arg name="Y" value="0"/>
      <arg name="vehicle" value="$(arg vehicle)"/>
      <arg name="rcS" value="$(find px4)/posix-configs/SITL/init/$(arg est)/$(arg vehicle)_$(arg ID)"/>
      <arg name="mavlink_tcp_port" value="4560"/>
      <arg name="ID" value="$(arg ID)"/>
  </include>

    • запускає вузол Mavros

      xml
        <!-- MAVROS -->
  <include file="$(find mavros)/launch/px4.launch">
      <arg name="fcu_url" value="$(arg fcu_url)"/>
      <arg name="gcs_url" value=""/>
      <arg name="tgt_system" value="$(arg ID)"/>
      <arg name="tgt_component" value="1"/>
  </include>

    INFO

    The complete block for each vehicle is enclosed in a set of <group> tags to separate the ROS namespaces of the vehicles.

:::

Щоб додати третій засіб типу iris до цієї симуляції потрібно врахувати два основні компоненти:

  • add UAV3 to multi_uav_mavros_sitl.launch

    • duplicate the group of either existing vehicle (UAV1 or UAV2)
    • increment the ID arg to 3
    • select a different port for mavlink_udp_port arg for communication with Gazebo Classic
    • selects ports for MAVROS communication by modifying both port numbers in the fcu_url arg

  • створити стартовий файл і змінити файл наступним чином:

    • make a copy of an existing iris rcS startup file (iris_1 or iris_2) and rename it iris_3

    • MAV_SYS_ID value to 3

    • SITL_UDP_PRT value to match that of the mavlink_udp_port launch file arg

    • the first mavlink start port and the mavlink stream port values to the same values, which is to be used for QGC communication

    • the second mavlink start ports need to match those used in the launch file fcu_url arg

      INFO

      Be aware of which port is src and dst for the different endpoints.

:::

Кілька рухомих засобів з використанням моделей SDF ​

Цей розділ показує, як розробнику симулювати декілька засобів за допомогою моделей рухомих засобів, визначених у SDF файлах Gazebo Classic (замість використання моделей, визначених у ROS Xacro файлах, як обговорювалося у решті цієї теми).

Кроки наступні:

  1. Install xmlstarlet from your Linux terminal:

    sh
    sudo apt install xmlstarlet

  2. Use roslaunch with the multi_uav_mavros_sitl_sdf.launch launch file:

    sh
    roslaunch multi_uav_mavros_sitl_sdf.launch vehicle:=<model_file_name>
```

::: info
Note that the vehicle model file name argument is optional (`vehicle:=<model_file_name>`); if omitted the [plane model](https://github.com/PX4/PX4-SITL_gazebo-classic/tree/master/models/plane) will be used by default.

:::


This method is similar to using the xacro except that the SITL/Gazebo Classic port number is automatically inserted by _xmstarlet_ for each spawned vehicle, and does not need to be specified in the SDF file.

Щоб додати новий рухомий засіб, вам потрібно переконатися, що модель можна знайти (для відтворення у Gazebo Classic) та PX4 повинен мати відповідний скрипт запуску.

1. Можна обрати зробити щось одне з:

- modify the **single_vehicle_spawn_sdf.launch** file to point to the location of your model by changing the line below to point to your model:

  ```sh
  $(find px4)/Tools/simulation/gazebo/sitl_gazebo-classic/models/$(arg vehicle)/$(arg vehicle).sdf
  ```

  ::: info
  Ensure you set the `vehicle` argument even if you hardcode the path to your model.

:::

- скопіювати свою модель в директорію, позначену вище (дотримуючись тих же правил шляху).

2. The `vehicle` argument is used to set the `PX4_SIM_MODEL` environment variable, which is used by the default rcS (startup script) to find the corresponding startup settings file for the model.
Within PX4 these startup files can be found in the **PX4-Autopilot/ROMFS/px4fmu_common/init.d-posix/** directory.
For example, here is the plane model's [startup script](https://github.com/PX4/PX4-Autopilot/blob/main/ROMFS/px4fmu_common/init.d-posix/airframes/1030_gazebo-classic_plane).
For this to work, the PX4 node in the launch file is passed arguments that specify the _rcS_ file (**etc/init.d/rcS**) and the location of the rootfs etc directory (`$(find px4)/build_px4_sitl_default/etc`).
For simplicity, it is suggested that the startup file for the model be placed alongside PX4's in **PX4-Autopilot/ROMFS/px4fmu_common/init.d-posix/**.

## Додаткові ресурси

- See [Simulation](../simulation/index.md) for a description of the UDP port configuration.
- See [URDF in Gazebo](http://wiki.ros.org/urdf/Tutorials/Using%20a%20URDF%20in%20Gazebo) for more information about spawning the model with xacro.
- See [RotorS](https://github.com/ethz-asl/rotors_simulator/tree/master/rotors_description/urdf) for more xacro models.