PX4模块设计之八：Ubuntu 20.04搭建FlightGear模拟器

1. 使用FlightGear的源由

基于PX4开源软件框架简明简介的框架设计，逐步分析内部模块功能设计。前面，我们用了jmavsim和gazebo模拟器做了介绍。

FlightGear提供物理和视觉真实模拟的模拟器。特别是，它可以模拟许多天气条件，包括雷雨、雪、雨和冰雹，还可以模拟热和不同类型的大气流。

2. FlightGear模拟器简介

FlightGear是一款开源飞行模拟器，其目标是创建一个复杂而开放的飞行模拟器框架，用于研究或学术环境，飞行员培训，作为一种工业工程工具，供DIY用户追求他们最喜欢的有趣的飞行模拟想法，最后但肯定不是最不重要的是作为一个有趣、现实和具有挑战性的桌面飞行模拟器。它提供了一个复杂、开放的模拟框架，任何有兴趣参与的人都可以对其进行扩展和改进。

特性：

• Freedom: GPL license; Support Windows, Linux, Mac OS-X, FreeBSD, Solaris, and IRIX platforms
• Flight Dynamics Models: Support JSBSim, YASim, UIUC
• Extensive and Accurate World Scenery Data Base: Over 20,000 real world airports; Accurate terrain worldwide; etc.
• Accurate and Detailed Sky Model: accurate time of day modeling with correctly placed sun, moon, stars, and planets
• Flexible and Open Aircraft Modeling System: model a wide variety of aircraft;
• Moderate Hardware Requirements
• Internal Properties EXPOSED!
• Networking options
• Multiple Displays

PX4 目前支持Plane, Autogyro, Rover三种类型。

3. Ubuntu 20.04搭建FlightGear步骤

Ubuntu的主要组件的管理和安装是通过apt工具，详见链接。

3.1 设置flightgear数据源

新增flightgear数据源ppa:saiarcot895/flightgear

sudo add-apt-repository ppa:saiarcot895/flightgear

检查新增情况

$ cat /etc/apt/sources.list.d/saiarcot895-ubuntu-flightgear-focal.list  //这个文件名可能有差异，主要关注前面的文件名“saiarcot895-ubuntu-flightgear-”。
deb http://ppa.launchpad.net/saiarcot895/flightgear/ubuntu focal main
# deb-src http://ppa.launchpad.net/saiarcot895/flightgear/ubuntu focal main

查看非"xxxx"部分，因为Ubuntu系统版本不一样，可能导致后面两栏有所差别，所以我们主要确认数据源是否添加上就可以了。

deb http://ppa.launchpad.net/saiarcot895/flightgear/ubuntu xxxxx xxxx

3.2 安装flightgear

$ sudo apt-get update                       //更新apt
$ sudo apt-get install flightgear           //安装模拟器

注：可能安装会遇到网络速度的问题，可以参考：bash脚本返回值应用。

这里我有一个简单脚本，就是遇错从新下载（因为apt-get，有缓冲机制，这样就能在网络不好的情况下，将1.3G+的文件类似断点续传的方式下下来）

#!/bin/sh

err=0

actions() {
   echo y | apt-get install flightgear
   err=$?
}

actions #1st execution
while [ $err != 0 ]; do
   actions # Loop execution
done

3.3 检查安装情况

$ fgfs --version
FlightGear version: 2020.3.12
Revision: none
Build-Id: none
Build-Type: Dev
FG_ROOT=/usr/share/games/flightgear
FG_HOME=/home/daniel/.fgfs
FG_SCENERY=/home/daniel/.fgfs/TerraSync:/usr/share/games/flightgear/Scenery
SimGear version: 2020.3.12
OSG version: 3.6.4
PLIB version: 185

启动模拟器

$ fgfs --launcher

4. 编译运行sitl+flightgear

还是基于SITL & HITL模拟框架，采用QGroundControl + sitl + flightgear(类似jmavsim方式)来搭建仿真环境。

4.1 PX4编译遇错，组件安装

4.1.1 问题1：Failed to load module "appmenu-gtk-module

错误提示：

Gtk-Message: 10:33:26.884: Failed to load module "appmenu-gtk-module"
None
None
Cannot Write into direcotry: /usr/share/games/flightgear/Protocol
FAILED: platforms/posix/CMakeFiles/flightgear_rascal 

解决方法：安装appmenu-gtk3-module

$ sudo apt-get install appmenu-gtk3-module

4.1.2 问题2: Cannot Write into direcotry: /usr/share/games/flightgear/Protocol

错误提示：

Cannot Write into direcotry: /usr/share/games/flightgear/Protocol
FAILED: platforms/posix/CMakeFiles/flightgear_rascal 

解决方法：设置目录权限

sudo chmod a+w /usr/share/games/flightgear/Protocol

4.1.3 问题3：其他问题

略，基于前面PX4模块设计之七：Ubuntu 20.04搭建Gazebo模拟器的编译环境，如果没有使用或者编译过gazebo模拟器的，可以参考上面关于搭建Gazebo模拟器遇到的问题。

4.2 编译运行sitl+flightgear

$ cd /path/to/PX4-Autopilot
$ make px4_sitl_nolockstep flightgear_rascal

编译过程需要时间下载场景相关文件，请耐心等待，尤其是网络比较差的同学（国内都不太理想）。

我这里等了基本上8个小时多，诶！！！国内的技术环境真的不敢恭维！！！如果有好的方法，也请告知我，谢谢！

4.3 QGroundControl + sitl + flightgear+ RC

关于这个环境怎么连就不多描述，可以查看以下两个文档。

【1】 PX4模块设计之一：SITL & HITL模拟框架
【2】 PX4开发环境搭建–模拟器编译及QGroundControl & RC遥控模拟配置