避坑指南：在Ubuntu 20.04上为PX4 1.13和XTDrone手动降级安装Gazebo 9（附完整依赖清单）

避坑指南：在Ubuntu 20.04上为PX4 1.13和XTDrone手动降级安装Gazebo 9（附完整依赖清单）

当你在Ubuntu 20.04上尝试运行基于PX4 1.13和XTDrone的无人机仿真时，可能会遇到一个棘手的问题：系统默认安装的Gazebo 11与许多遗留算法和早期教程不兼容。本文将带你一步步解决这个版本冲突问题，从彻底卸载Gazebo 11到成功安装并配置Gazebo 9，同时提供一份经过验证的完整依赖包清单，帮助你避开那些容易忽视的"隐性依赖缺失"陷阱。

1. 为什么需要降级到Gazebo 9？

Ubuntu 20.04默认搭载的是Gazebo 11，而许多现有的PX4仿真环境和XTDrone教程都是基于Gazebo 9开发的。这种版本差异会导致以下典型问题：

• 插件兼容性问题：Gazebo 11的API与Gazebo 9有显著差异，导致许多为Gazebo 9开发的插件无法正常工作
• 模型渲染差异：同一模型在不同Gazebo版本中可能呈现不同的物理特性和视觉效果
• ROS接口变更：gazebo_ros插件在不同版本间的接口变化会影响与PX4的通信

关键决策点：虽然XTDrone最新文档已开始支持Gazebo 11，但如果你需要：

• 复现早期研究成果
• 使用特定版本的算法
• 遵循某些尚未更新的教程 那么降级到Gazebo 9仍然是更稳妥的选择。

2. 彻底卸载Gazebo 11

在安装Gazebo 9之前，必须确保系统完全清除Gazebo 11及其相关组件。不彻底的卸载会导致后续安装出现难以诊断的冲突问题。

执行以下命令序列进行完整卸载：

# 移除所有Gazebo 11相关包 sudo apt-get remove gazebo11* libgazebo11* ros-noetic-gazebo-ros* -y # 清理残留配置和依赖 sudo apt-get autoremove -y sudo apt-get purge gazebo* libgazebo* -y # 删除可能存在的用户配置文件 rm -rf ~/.gazebo/

注意：执行完上述命令后，建议重启系统以确保所有变更生效。重启后可以通过运行gazebo命令验证是否已完全卸载——如果系统提示"command not found"，则说明卸载成功。

3. 安装Gazebo 9及其核心依赖

Ubuntu 20.04的官方仓库不再直接提供Gazebo 9的二进制包，我们需要手动添加OSRF的旧版仓库。

3.1 添加Gazebo 9软件源

# 添加Gazebo 9稳定版仓库 sudo sh -c 'echo "deb http://packages.osrfoundation.org/gazebo/ubuntu-stable bionic main" > /etc/apt/sources.list.d/gazebo-stable.list' # 导入仓库密钥 wget https://packages.osrfoundation.org/gazebo.key -O - | sudo apt-key add - # 更新软件包索引 sudo apt-get update

3.2 安装Gazebo 9主程序

安装基础包和开发库：

sudo apt-get install gazebo9 libgazebo9-dev -y

验证安装是否成功：

gazebo --version # 应输出: gazebo9.x.x

3.3 安装必要依赖项

以下是经过验证的完整依赖清单，包含PX4 1.13和XTDrone所需的全部组件：

# 基础编译工具和库 sudo apt install ninja-build protobuf-compiler libeigen3-dev genromfs \ xmlstarlet libgstreamer1.0-dev libgstreamer-plugins-base1.0-dev \ python3-pip gawk -y # Python依赖（注意使用pip3） pip3 install pandas jinja2 pyserial cerberus pyulog==0.7.0 \ numpy toml pyquaternion empy pyyaml packaging # ROS Noetic相关依赖 sudo apt install ros-noetic-moveit-msgs ros-noetic-object-recognition-msgs \ ros-noetic-octomap-msgs ros-noetic-camera-info-manager \ ros-noetic-control-toolbox ros-noetic-polled-camera \ ros-noetic-controller-manager ros-noetic-transmission-interface \ ros-noetic-joint-limits-interface -y

4. 编译定制版gazebo_ros插件

XTDrone使用了一些修改过的gazebo_ros插件，这些插件需要从源码编译安装。

4.1 创建工作空间

mkdir -p ~/catkin_ws/src cd ~/catkin_ws catkin init

4.2 获取并编译插件源码

将XTDrone提供的修改版gazebo_ros_pkg复制到工作空间：

cp -r ~/XTDrone/sitl_config/gazebo_ros_pkg ~/catkin_ws/src/

编译工作空间：

cd ~/catkin_ws catkin build

将工作空间添加到环境变量：

echo "source ~/catkin_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc source ~/.bashrc

5. 配置PX4 1.13与XTDrone环境

5.1 PX4固件配置

cd ~/PX4-Autopilot make px4_sitl_default gazebo

如果编译过程中出现依赖缺失错误，根据终端提示安装相应包。常见缺失包包括：

sudo apt install libopencv-dev libboost-all-dev libtinyxml2-dev -y

5.2 环境变量设置

在~/.bashrc末尾添加以下内容：

# PX4环境设置 source ~/PX4-Autopilot/Tools/setup_gazebo.bash ~/PX4-Autopilot ~/PX4-Autopilot/build/px4_sitl_default # ROS包路径 export ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:~/PX4-Autopilot export ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:~/PX4-Autopilot/Tools/sitl_gazebo

应用变更：

source ~/.bashrc

6. 常见问题解决方案

在实际操作中，你可能会遇到以下典型问题：

6.1 Gazebo启动时模型缺失

解决方法：手动下载并安装Gazebo模型库

mkdir -p ~/.gazebo/models wget http://file.ncnynl.com/ros/gazebo_models.txt wget -i gazebo_models.txt -P ~/.gazebo/models/

6.2 编译PX4时出现头文件错误

典型错误示例：

PX4-Autopilot/Tools/sitl_gazebo/include/gazebo_motor_failure.h:32:10: fatal error: rclcpp/rclcpp.hpp: No such file or directory

解决方案：使用XTDrone提供的修改版文件替换原始文件：

cp ~/XTDrone/sitl_config/gazebo_plugin/gimbal_controller/* ~/PX4-Autopilot/Tools/sitl_gazebo/

6.3 ROS话题通信失败

检查步骤：

1. 确保roscore已运行
2. 验证环境变量设置正确
3. 检查rosnode list和rostopic list输出是否正常

7. 完整依赖清单参考

为方便查阅，以下是所有必要依赖的分类整理：

在实际项目中，这套配置已经成功支持了以下典型应用场景：

• 多机协同仿真
• 复杂传感器模拟（激光雷达、摄像头等）
• 基于视觉的自主导航算法测试