基于NVIDIA Xavier NX(ubuntu20.04)的Optitrack视觉定位 PX4+ros noetic(实 物运行记录)

前言

一：硬件准备

两种界面化显示的方式

无线连接

有线连接

二：软件准备

1:远程登录软件 NoMachine

2:安装ros

3:源码安装mavros（示例的ros版本为noetic）

PX4和NX通信

硬件连接

软件配置

连接验证

基于机载电脑利用==optitrack==为PX4提供定位

ubuntu机载电脑环境配置

这里的IP地址是运行Motive主机的地址，==这里运行程序的机载电脑需要和运行Motive主机在一个网段==

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前言

• 基于NVIDIA Xavier NX(ubuntu20.04)的Optitrack视觉定位 PX4+ros noetic(实 物运行记录)
• 这里的NVIDIA Xavier Nx使用的瑞泰新时代（北京的）
• 使用的源码安装mavros
• NX不支持QGC地面站 因此飞控的调参需要用主机调整

参考资料：参考一 参考二 参考三 参考四 参考五

一：硬件准备

一台主电脑 Nx 网线 （我是没有wifi模块 需要网线联网） 无线网卡（远程连接安有movelt的pc机时需要）

在这里插入图片描述

两种界面化显示的方式

无线连接

不需要显示屏和网线，用主机电脑 通过nomachine 软件，后面会讲解怎么用

有线连接

需要显示屏和网线 nx是HDMI接口，根据显示屏的不同，需要HDMI转DVI或者HDMI转VGA

二：软件准备

1:远程登录软件 NoMachine

（1）Linux系统Nomachine的下载

主机 Linux版的下载地址： https://downloads.nomachine.com/linux/?id=1

在这里插入图片描述

英伟达 NX Linux版的下载地址：https://downloads.nomachine.com/linux/?id=30&distro=Arm

在这里插入图片描述

（2）解压安装包 在所在路径终端输入 解压命令

参考命令（版本号不同，可以用Tab补全）：

sudo tar zxvf nomachine_8.1.2_1_x86_64.tar.gz

（3）添加权限

sudo chmod -R 777 NX

（4）下载安装包

转到NX目录 运行nxserver自动完成下载

cd NX
sudo ./nxserver --install

在这里插入图片描述

（5）在linux主机下控制NVIDIA Xavier NX（ubuntu）

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

这里第一次使用，可能会弹出一些窗口，不过不影响，全部next，或对就可以用了。

==注意：对于windows控制linux同理==

2:安装ros

小鱼一键安装ros代码

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

3:源码安装mavros（示例的ros版本为noetic）

参考： https://blog.csdn.net/jppdss/article/details/128392484

（1）依赖安装

sudo apt-get install python3-catkin-tools python3-rosinstall-generator -y
pip3 install importlib-metadata

在这里插入图片描述

（2）创建mavros的工作空间并初始化，终端运行以下命令：

mkdir -p ~/my_mavros_ws/src
cd ~/my_mavros_ws
catkin init
wstool init src

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

（3）更新获取最新的mavlink和mavros：

在my_mavros_ws目录下获取Mavlink：

rosinstall_generator --rosdistro noetic mavlink | tee /tmp/mavros.rosinstall

解决raw.githubusercontent.com无法访问的问题

在这里插入图片描述

在my_mavros_ws目录下获取mavros：

rosinstall_generator --upstream mavros | tee -a /tmp/mavros.rosinstall

在这里插入图片描述

(4)归并链接，开始准备安装： 第一步

wstool merge -t src /tmp/mavros.rosinstall

在这里插入图片描述

第二步

wstool update -t src -j8

==若报错==

在这里插入图片描述

解决方法： 手动下载源码包，将其放到 my_mavros_ws/src，源码包下载链接源码包==https://download.csdn.net/download/jppdss/87326158==

第三步

rosdep install --from-paths src --ignore-src -y

（5）安装GeographicLib数据集： 在my_mavros_ws目录下终端运行：

sudo ./src/mavros/mavros/scripts/install_geographiclib_datasets.sh

（6）编译源码 在my_mavros_ws目录下终端运行：

catkin build

（7）添加环境变量

sudo gedit ~/.bashrc

在.bashrc最后加上：

source ~/my_mavros_ws/devel/setup.bash

保存，退出，运行

source ~/.bashrc

PX4和NX通信

硬件连接

==Nx硬件接口==

在这里插入图片描述

==px4硬件接口==

在这里插入图片描述

软件配置

(1)飞控参数设置 ==由于Jetson Xavier NX采用arm架构，QGC官方未推出该版本软件，所以使用Windows或Mac对飞控调参==

参数配置如下

MAV_1_CONFIG= TELEM 2

MAV_1_MODE = Onboard ==可能一开始只有 MAV_1_CONFIG 这一个参数，将其设置为 TELEM2 后重启飞控即可。==

SER_TEL2_BAUD = 921600

EKF2_AID_MASK =24 （即选择选择vision position fusion和vision yaw fusion）

EKF2_HGT_MODE 设置为 Vision，有激光定高的可设为Range sensor MAV_ODOM_LP设置为1（这个设置之后可以在QGC中Analyse Tools 中的Mavlink控制台查看相应的数据）

详细说明看官方文件: https://docs.px4.io/main/en/advanced_config/tuning_the_ecl_ekf.html

==特殊的==如果没有下拉菜单，只让你填数字，可以参考

在这里插入图片描述

（2）网卡驱动安装 ==此处是绿联AC650M，根据商家的教程，显示我ubuntu内核太高。因此不能用他们提供的驱动== 【1】

首先无线网卡插上系统应该是识别到了，只不过没有驱动用不了而已。命令行输入ls usb应该可以看到Realtek Semiconductor 802.11ac啥的，就是无线网卡设备

【2】 下载8821驱动（注意下面都是需要网络的，使用网线连接提供网络）

git clone https://github.com/KwanWaiPang/8821cu.git

【3】 下载完驱动以后，进入文件夹编译

cd 8821cu
make

如果报错，应该是没有安装make和gcc，输入下面的命令

sudo apt-get install make
sudo apt-get install gcc

【4】 编译完成后安装

make install

【5】==重启==

如果没报错，就可以重启台式机了，然后就能看到无线网络

连接验证

Mavros测试 首先更改连接方式，本人采用Nx的串口2与飞控连接

sudo vim /opt/ros/melodic/share/mavros/launch/px4.launch

修改串口位置以及波特率 ==串口位置要看你机载电脑说明文档（串口说明部分）==

在这里插入图片描述

运行以下指令，若能显示飞控状态信息并能打印mavros信息，则证明Mavros与px4通讯成功。 ==注意：下面第一条，赋予串口权限，注销或关机后需再次赋予权限==

sudo chmod 666 /dev/ttyTHS0     
roslaunch mavros px4.launch

如果此时正常启动，最后会显示mavros的ID号

然后另起终端，打印topic echo mavros消息，验证是否通讯 ==注意！！！ 此时要给你的飞控（pxhawk）插上电池，不然通讯不了。如果只让nx的串口供电为他通讯不了==

（1）输入

rostopic list

如果可以显示很多mavros topic名称就k

（2）根据上面命令显示的topic话题名称，随便找几个echo下 比如

rostopic echo mavros/state

显示connection true 就ok

rostopic echo mavros/imu/date

显示当前imu实时数据就ok

基于机载电脑利用==optitrack==为PX4提供定位

==在前面通信成功的基础上，在机载电脑利用optitrack为PX4提供定位==

ubuntu机载电脑环境配置

（1）在合适的路径下安装vrpn ，这里演示是在home文件下 使用vrpn将机载电脑与主机（安装Motive的）进行通信

cd ~ 
mkdir testws
cd testws
mkdir src
cd src
catkin_init_workspace
cd ..
catkin_make
git clone git clone https://github.com/clearpathrobotics/vrpn_client_ros.git
sudo apt-get install ros-melodic-vrpn  #这里需要根据对应的ROS版本填写 我是18.04
catkin_make
source devel/setup.bash
roslaunch vrpn_client_ros sample.launch  server：=192.168.1.2 #这里的IP地址是运行Motive主机的地址
#然后另外开启一个终端
rostopic list  #此时正常的话应该可以查看到目标位置信息了

验证

如果你rostopic list可以看见年所见的刚体的名字，然后rostopic echo 一下这个topic，如果可以显示位置信息，就没问题

（2）Mocap->Pixhawk

将optitrack的位置数据通过mavros传送给飞控

【1】运行vrpn_client_node

这里的IP地址是运行Motive主机的地址，==这里运行程序的机载电脑需要和运行Motive主机在一个网段==

比如，主机三192.168.100.5，那么机载电脑也需要在192.168.100网段下。

roslaunch vrpn_client_ros sample.launch  server：=192.168.100.2

【2】运行PX4和mavros

roslaunch mavros px4.launch fcu_url:=/dev/ttyUSB0:921600 gcs_url:=udp://@192.168.0.105:14550

【3】运行ros节点，通过mavros，将位置信息传给px4

rosrun topic_tools relay /vrpn_client_node/<rigid_body_name>/pose /mavros/vision_pose/pose

• fcu_url 连接树莓派和飞控的串口号
• 用ls /dev/ttyUSB* 指令查看串口号是否连接
• 参数 gcs_url:=udp://@192.168.0.119:14550 用来接收 QGroundControl 数据（同一WIFI路由）
• MAVROS 直接通过 /mavros/vision_pose/pose 给 PX4发布消息
• remap从Mocap获取的位置主题 /vrpn_client_node//pose 成 /mavros/vision_pose/pose

或者【3】也可以通过阿木实验室坐标转换代码代替 地址：https://github.com/amov-lab/Prometheus 代码在上面代码中的Modules/control/src/px4_pos_estimator.cpp路径下，有详细注释

==验证== 【1】rostopic echo /mavros/vision_pose/pose 查看是否有数据 【2】打开QGC，查看是否可以把飞控设置为position模式，如果可以就ok