前言:

对于开发者而言问的最多的问题就是,编译环境问题,各自工具链安装不上。操作系统对于库的版本依赖比较严格,还有一些网络问题,为了节省大家的时间,帮助大家提高效率,Z410工程师专门制作了稳定可用的镜像,免费提供给大家使用。

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此开发环境集成了如下工具链:

sudo apt-get update操作系统:Ubuntu18.04

软件:ArduPilot集成开发环境、ArduPilot SITL(2D软件在环仿真)、Gazebo9(3D软件在环仿真)、OpenCV3、QGroundControl、Dronekit等。

对于一般的ArduPilot初学者研究,这个开发环境镜像基本都可以满足,尤其是那些刚刚入手ArduPilot开发的同学。

仿真镜像特点:

本次仿真镜像是基于vmware workstation16制作的,用户只需根据阿木实验室提供的下载链接下载对应文件,并参照安装手册安装即可。本次镜像内置ArduPilot Copter-4.1.0源码及其完整子模块,并集成了编译源码需要的交叉编译链,用户可直接对源码进行编译并上传到飞控;此外镜像还集成了ArduPilot SITL(2D软件在环仿真)、Gazebo9(3D软件在环仿真)、OpenCV3、QGroundControl、Dronekit等,参考Z410开发配套课程《ArduPilot飞控开发入门》和《树莓派机器视觉入门》,可直接在本次镜像中完成对应例程的开发。

演示效果:

建议电脑配置:

考虑到有的同学电脑配置不是很高,我们提供的镜像为了能3D仿真所以会占用较多的系统资源,假如电脑配置不高的学生用我们镜像会比较卡,为此我们特意提供了另外一个教程,您可以参照教程自己制作一个没有3D仿真的镜像,话不多说,接下来就进入正题吧。

第一步:虚拟机VMware WorkStation 16软件安装与破解

“VMware WorkStation 16”安装包百度网盘链接:

https:///s/1mtPhlO4RyvawLJtDZcJAag

提取码:m63p

(1)下载“VMware Workstation Pro 16”到计算机任意硬盘目录下,双击打开文件夹“VMware Workstation Pro 16”,可看到文件“VMware-workstation-full-16.0.0-16894299.exe”与“VMware Workstation Pro 16许可证密钥.txt”。双击“VMware-workstation-full-16.0.0-16894299.exe”。出现如下界面,点击“下一步”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(1)

(2)勾选“我接受许可协议中的条款(A)”,点击“下一步”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(2)

(3)自定义软件安装目录,点击“确定”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(3)

(4)保留默认,点击“下一步”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(4)

(5)取消“启动时检查产品更新(C)”和“加入VMware客户体验提升计划(J)”,点击“下一步”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(5)

(6)勾选“桌面(D)”和“开始菜单程序文件夹(S)”,点击“下一步”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(6)

(7)点击“安装”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(7)

(8)安装过程如下

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(8)

(9)安装完成之后出现如下界面,点击“许可证(L)”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(9)

(10)打开“VMware Workstation Pro 16许可证秘钥.txt”,复制任意一行秘钥到许可证秘钥框里,点击“确定”,即可完成破解。

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(10)

第二步:虚拟机镜像使用方法

虚拟机镜像百度网盘链接:

https:///s/1_FrR0lHPauOhDsomQeYCGg

提取码:wr1k

1、根据阿木实验室提供的下载链接下载虚拟机镜像“AMOVLAB-Z410(UBUNTU18).zip”,并把“AMOVLAB-Z410(UBUNTU18).zip”解压到大于90G的硬盘里。

2、打开刚刚安装好的VMware WorkStation16虚拟机按以下步骤操作

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(11)

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(12)

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(13)

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(14)

(注意:密码为:amovlab(小写)

仿真镜像安装完成。

如果您的电脑配置不是很高,您可以参照以下教程自己制作一个没有3D仿真的镜像:

第一步:同上安装和破解VMware WorkStation 16;

第二步:基于VMware WorkStation 16软件下的Ubuntu18.05操作系统部署。

“Ubuntu18.05”安装包百度网盘链接:

https:///s/1COfpI17CKMrFlPmTSwDUWQ

提取码:yu88

(1)双击电脑桌面“VMware Workstation Pro 16”,点击“创建新的虚拟机”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(15)

(2)选中“自定义(高级)(C)”,点击“下一步”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(16)

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(17)

(3)点击“下一步”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(18)

(4)选中“稍后安装操作系统(S)”,点击“下一步”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(19)

(5)选中“Lniux(L)”和“Ubuntu 64位”,点击“下一步”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(20)

(6) 创建“虚拟机名称(V)”以及虚拟机的位置。点击“下一步”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(21)

(7)配置处理器(注意:处理器核心数量依据自己电脑配置进行修改,过多的处理器核心数量可能会造成开启虚拟机后物理机卡顿),点击“下一步”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(22)

(8)给虚拟机分配内存(注意:内存大小依据物理机大小来定,虚拟机内存大小应小于物理机内存大小的一半),点击“下一步”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(23)

(9)选中“使用网络地址转换(NAT)(E)”,点击“下一步”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(24)

(10)选中“LSI Logic(L)”,点击“下一步”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(25)

(11)选中“SCSI(S)”,点击“下一步”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(26)

(12)选中“创建新虚拟磁盘(V)”,点击“下一步”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(27)

(13)指定最大磁盘大小为40G(注意:硬盘大小可根据自己的实际需求进行修改),选中“将虚拟磁盘存储为单个文件(O)”,点击“下一步”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(28)

(14)指定磁盘目录(建议与虚拟机系统信息放同一目录,方便查找与拷贝),点击“下一步”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(29)

(15)弹出“虚拟机”信息,确认无误后,点击“完成”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(30)

(16)鼠标左键单击“编辑虚拟机设置”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(31)

(17)选中下载好的“Ubuntu18.05”操作系统镜像,点击“确定”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(32)

(18)鼠标左键单击“开启此虚拟机”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(33)

(19)鼠标左键单击“Install Ubuntu”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(34)

(20)默认值,点击“Continue”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(35)

(21)选中“Minimal installation”和“Download updates while installing Ubuntu”,点击“Continue”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(36)

(22)选中“Erase disk and install Ubuntu”,点击“Install Now”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(37)

(23)点击“Continue”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(38)

(24)选择时区为“Shanghai”,点击“Continue”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(39)

(25)设置username、password,选中“Log in automatically”,点击“Continue”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(40)

(26)进入安装界面,安装速度与网速有关

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(41)

(27)安装完成后会提示需要重启,点击“Restart Now”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(42)

(28)重启时会报错,未能正常进入系统(原因:medium还挂载操作系统镜像,需要取消)。

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(43)

(29)选中“使用物理驱动器(P)”即可取消操作系统镜像文件挂载,点击“确定”

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(44)

(30)重新启动虚拟机,弹出如下对话框,点击“否(N)”,即可正常进入操作系统。

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(45)

(31)安装VMware Tool,点击VMware Workstation菜单栏“虚拟机->安装VMware Tools”,这时系统会提示,是否需要升级到“Ubuntu 20.04”,点击“Don’t Upgrade”(注意:切记不可升级操作系统,会造成仿真系统安装python2依赖报错)

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(46)

(32)双击桌面“VMware Tools”,把文件里面的“VMwareTools”压缩包拖动到桌面。

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(47)

(33)键盘组合键“CTRL ALT T”组合键打开Terminal,输入指令“tar –zxvf VMwareTools-10.3.22-15902021.1.tar.gz”解压缩。解压缩完毕之后,输入指令“ls”,此时当前目录会出现一个“vmware-tools-distrib”的文件夹

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lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(49)

(34)输入指令“cd vmware-tools-distrib”,运行“sudo ./vmware-install.pl”,此时会提示输入超级用户密码,输入之前设置的密码即可。之后按照提示默认安装即可。

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(50)

至此,Ubuntu18.05操作系统的安装部署完毕。

Ubuntu Ardupilot开发环境及仿真环境搭建

注意:开发环境及仿真环境的搭建过程中需要在github等其他网站下载数据,因此搭建过程是否顺利取决于网络环境,笔者在搭建环境的过程中使用了科学上网工具,整个过程非常顺利且耗时较短,对Linux操作系统不熟悉或者还没掌握科学上网方法的用户,可直接使用由阿木实验室制作好的虚拟机镜像包,里面已经安装好所需的所有工具。

一、ArduPilot开发环境搭建

1、修改Ubuntu操作系统的软件源。

sudo mv /etc/ apt/sources.list /etc/ apt/sources.list_backup(备份原生软件源)

sudo gedit /etc/ apt/sources.list

复制以下内容覆盖sources.list原有内容并保存:

deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic main restricted universe multiverse deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-security main restricted universe multiverse deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-updates main restricted universe multiverse deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-proposed main restricted universe multiverse deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-backports main restricted universe multiverse deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic main restricted universe multiverse deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-security main restricted universe multiverse deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-updates main restricted universe multiverse deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-proposed main restricted universe multiverse deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-backports main restricted universe multiverse

sudo apt-get update

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(51)

3、下载源码

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(52)

4、切换到稳定版进行开发(注意:默认的master版本可能存在诸多BUG,需要切换到稳定的版本进行开发)

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(53)

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(54)

5、拉取子模块

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6、运行自动化脚本安装飞控开发环境(注意:安装过程异常大多数情况下都是由网络环境引起)

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lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(58)

7、验证Ardupilot开发环境是否正常

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lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(61)

二、Gazebo及插件安装

1、Gazebo安装

sudo sh -c 'echo "deb http://packages.osrfoundation.org/gazebo/ubuntu-stable `lsb_release -cs` main" > /etc/apt/sources.list.d/gazebo-stable.list' wget http://packages.osrfoundation.org/gazebo.key -O - | sudo apt-key add - sudo apt update sudo apt install gazebo9 libgazebo9-dev gazebo --verbose

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(62)

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(63)

2、Gazebo插件安装

cd ~ git clone https://github.com/khancyr/ardupilot_gazebo cd ardupilot_gazebo mkdir build cd build cmake .. make -j4 sudo make install

echo 'source /usr/share/gazebo/setup.sh' >> ~/.bashrc echo 'export GAZEBO_MODEL_PATH=~/ardupilot_gazebo/models' >> ~/.bashrc echo 'export GAZEBO_RESOURCE_PATH=~/ardupilot_gazebo/worlds:${GAZEBO_RESOURCE_PATH}' >> ~/.bashrc source ~/.bashrc

3、开启仿真

Terminal(1):

gazebo --verbose worlds/iris_arducopter_runway.world

Terminal(2):

cd ~/Workspace/ardupilot/ArduCopter ../Tools/autotest/sim_vehicle.py -f gazebo-iris --console --map

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(64)

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(65)

注意

(1)启动Gazebo时会出现以下报错:

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(66)

解决办法,将如下文件代码注释:

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(67)

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(68)

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(69)

(1)打开Gazebo时一直无法打开图形界面。

解决办法:断开网络,等Gazebo启动之后再打开网络即可。

4、Dronekit安装。

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(70)

5、地面站软件QGroundConrol安装

(1)“Ubuntu18.04 QGroundControl”百度网盘链接

链接:

https:///s/1OYnm8pz_TzXPVaMWdsymzA

提取码:yfm9

lzrc无人机使用教程(全新发布Z410无人机仿真镜像及安装教程)(71)

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