PX4 Gazebo仿真说明

Gazebo仿真教程

PX4支持的软件在环一共是有jMAVSim、Gazebo、AirSim这三种。其中，Gazebo是PX4官方最为推荐的一种仿真器，支持旋翼、固定翼、倾转、小车等，是所有仿真器里支持平台最多的，也能支持多个无人机的仿真。

Gazebo仿真是如何进行的？

上一张官方图，Flight stack代表飞控即PX4，Simulator代表仿真器（如Gazebo）。所有仿真器与PX4的通讯都是通过MAVLink消息来进行的，SITL使用simulator模块中的simulator_mavlink.cpp来处理这些消息，而HITL是使用mavlink模块中的mavlink_receiver.cpp来处理这些消息。梳理一下这里的消息流向：

1. PX4到仿真器。PX4给仿真器只会发送一个HIL_ACTUATOR_CONTROLS的MAVLink消息，熟悉PX4的应该知道这个对应的uORB消息是actuator_outputs.msg，也就是姿态控制器最后的输出控制量。这里也就意味着，混控是在仿真器中进行的，仿真器中也包含电机的模型。
2. 仿真器到PX4。仿真器的作用就是模拟真实飞行，即模拟计算出真实飞行时的传感器状态，包括GPS，IMU等，将这些信息发送给飞控后，再由飞控中的估计模块计算出飞机状态量。
3. 外部到PX4。这里的外部就比如地面站QGC（可以外接遥控器），Mavros，Dronecode SDK等，这里也就可以模拟我们平时控制飞机的方式。

下面这张图更清楚的表示出了PX4与各个部分之间的关系。仿真器包含了传感器和执行机构的模型，负责产生传感器的原始数据和执行最后的底层控制指令；Offboard API及QGC负责发送传输上层指令（位置期望点、速度期望值等）并且监控飞机状态；PX4固件本身则运行控制及估计模块（即飞控核心算法）。

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