避坑指南：在Ubuntu 20.04/ROS Noetic上搞定Rotors Simulator（附常见编译错误解决）-编程阁

避坑指南：在Ubuntu 20.04/ROS Noetic上搞定Rotors Simulator（附常见编译错误解决）

如果你正在Ubuntu 20.04上尝试运行Rotors Simulator进行无人机仿真，却频频遭遇依赖缺失、编译失败等问题，这篇文章就是为你准备的。不同于基于Ubuntu 16.04/Kinetic的传统教程，我们将直击新环境下的特殊痛点，提供经过实战验证的解决方案。

1. 环境准备与依赖安装

在Ubuntu 20.04上配置ROS Noetic环境时，有几个关键依赖项容易被忽略。首先确保已安装完整版ROS桌面环境：

sudo apt install ros-noetic-desktop-full

接下来是Rotors Simulator的核心依赖包，特别注意这些包在Noetic中的命名变化：

sudo apt install ros-noetic-joy ros-noetic-octomap-ros python3-wstool python3-catkin-tools protobuf-compiler libgeographic-dev ros-noetic-geographic-msgs ros-noetic-mavros ros-noetic-mavros-msgs ros-noetic-control-toolbox

常见问题1：如果遇到mav_msgs缺失错误，需要手动克隆mav_comm仓库：

cd ~/catkin_ws/src git clone https://github.com/ethz-asl/mav_comm.git

提示：国内用户可能会遇到GitHub克隆缓慢的问题，建议使用镜像源或先下载ZIP包再解压到工作空间

2. 源码获取与工作空间配置

Rotors Simulator的官方仓库位于ETHZ-ASL的GitHub，但直接克隆可能会遇到网络问题。推荐以下两种替代方案：

国内镜像源（以Gitee为例）：

git clone https://gitee.com/mirrors_ethz-asl/rotors_simulator.git

手动下载ZIP：
- 在浏览器访问仓库页面
- 下载ZIP压缩包并解压到~/catkin_ws/src目录

配置工作空间时，建议使用以下命令初始化：

cd ~/catkin_ws catkin init catkin config --extend /opt/ros/noetic catkin config --cmake-args -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release

3. 编译错误全解析

3.1 OGRE头文件缺失问题

在Noetic环境中编译时，最常见的错误是OGRE头文件路径问题：

fatal error: OgrePagedWorldSection.h: 没有那个文件或目录

解决方案是修改rotors_gazebo_plugins/CMakeLists.txt，添加正确的包含路径：

find_package(OGRE REQUIRED) include_directories( ${OGRE_INCLUDE_DIRS} ${OGRE_INCLUDE_DIRS}/Paging ${OGRE_INCLUDE_DIRS}/Terrain )

3.2 Protobuf版本冲突

Ubuntu 20.04默认安装的Protobuf版本可能与ROS Noetic不兼容。如果遇到相关错误，尝试：

sudo apt install libprotobuf-dev protobuf-compiler sudo apt remove libprotobuf-lite17 libprotobuf17

3.3 Gazebo插件链接错误

如果出现Gazebo插件相关的链接错误，可能需要重新安装Gazebo开发包：

sudo apt install libgazebo11-dev

4. 仿真启动与调试技巧

成功编译后，可以通过以下命令启动基础仿真场景：

roslaunch rotors_gazebo mav_hovering_example.launch mav_name:=firefly world_name:=basic

高级调试技巧：

Gazebo客户端分离：添加gui:=false参数可单独启动Gazebo服务器
日志记录：设置enable_logging:=true记录飞行数据
实时参数调整：使用rqt_reconfigure动态修改控制器参数

rosrun rqt_reconfigure rqt_reconfigure

5. 性能优化与扩展应用

5.1 多机仿真配置

修改launch文件可实现多无人机协同仿真。关键配置示例：

<group ns="uav1"> <include file="$(find rotors_gazebo)/launch/spawn_mav.launch"> <arg name="mav_name" value="uav1" /> </include> </group> <group ns="uav2"> <include file="$(find rotors_gazebo)/launch/spawn_mav.launch"> <arg name="mav_name" value="uav2" /> </include> </group>

5.2 自定义无人机模型

在rotors_description/urdf目录下添加新的模型文件，主要包含：

机身几何定义
传感器配置
动力系统参数

典型模型文件结构：

<?xml version="1.0"?> <robot name="custom_drone"> <link name="base_link"> <inertial> <mass value="0.5"/> <inertia ixx="0.01" ixy="0" ixz="0" iyy="0.01" iyz="0" izz="0.02"/> </inertial> <visual> <geometry> <box size="0.1 0.1 0.05"/> </geometry> </visual> </link> <!-- 添加电机和螺旋桨 --> </robot>

6. 传感器集成实战

Rotors Simulator支持多种虚拟传感器集成。以下是在无人机上添加RGB相机的配置示例：

修改模型文件添加相机插件
配置图像话题和参数
通过ROS节点处理图像数据

典型相机配置代码片段：

<gazebo reference="camera_link"> <sensor type="camera" name="front_camera"> <update_rate>30</update_rate> <camera> <horizontal_fov>1.047</horizontal_fov> <image> <width>640</width> <height>480</height> </image> </camera> <plugin name="camera_controller" filename="libgazebo_ros_camera.so"> <ros> <namespace>camera</namespace> </ros> <camera_name>front</camera_name> <frameName>camera_link</frameName> <hackBaseline>0.07</hackBaseline> </plugin> </sensor> </gazebo>

7. 控制器调参与飞行测试

Rotors Simulator默认提供Lee位置控制器，其参数文件通常位于：

rotors_gazebo/resource/lee_controller_<model>.yaml

关键参数说明：

参数	说明	典型值
`position_gain`	位置控制增益	[5, 5, 10]
`velocity_gain`	速度控制增益	[3, 3, 4]
`attitude_gain`	姿态控制增益	[3, 3, 1]
`angular_rate_gain`	角速率增益	[0.5, 0.5, 0.2]

飞行测试时建议逐步调整参数：

先调姿态控制器确保稳定性
再调位置控制器达到目标精度
最后优化速度响应曲线

# 实时监控无人机状态 rostopic echo /firefly/odometry_sensor1/odometry

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