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Windows / Ubuntu操作系统下Pixhawk原生固件PX4的编译方法

發布時間：2024/4/18 Ubuntu 63 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 Windows / Ubuntu操作系统下Pixhawk原生固件PX4的编译方法小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

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更新于2017.3.13

FAQ

本文說明針對 PX4 Firmware 1.6.0

問題 1： 找不到python jinja2模塊

CMake Error at /usr/share/cmake-3.2/Modules/FindPackageHandleStandardArgs.cmake:138 (message):couldn't find python module jinja2:for debian systems try: sudo apt-get install python-jinja2 or for all other OSs/debian: pip install jinja2(missing: PY_JINJA2) Call Stack (most recent call first):/usr/share/cmake-3.2/Modules/FindPackageHandleStandardArgs.cmake:374 (_FPHSA_FAILURE_MESSAGE)cmake/common/px4_base.cmake:1295 (find_package_handle_standard_args)CMakeLists.txt:276 (px4_find_python_module)-- Configuring incomplete, errors occurred!

解決方案：缺什么安什么

Windows系統下：
pip install jinja2

Linux系統下：
sudo apt-get install python-jinja2

問題 2： Windows下出現rsync error錯誤

The source and destination cannot both be remote rsync error: syntax or usage error (code 1) at /usr/src/rsync/rsync-3.0.8/main.c(1148) [receiver=3.0.8] make[3]: *** [nuttx_copy_px4fmu-v2.stamp] Error 1 make[2]: *** [CMakeFiles/nuttx_copy_px4fmu-v2.dir/all] Error 2 make[2]: *** Waiting for unfilished jobs.... The source and destination cannot both be remote rsync error: syntax or usage error (code 1) at /usr/src/rsync/rsync-3.0.8/main.c(1148) [receiver=3.0.8] make[3]: *** [src/modules/px4iofirmware/nuttx_copy_px4fmu-v2.stamp] Error 1 make[2]: *** [src/modules/px4iofirmware/nuttx_copy_px4fmu-v2.dir/all] Error 2 make[1]: *** [all] Error 2 make[1]: *** [px4fmu-v2_default] Error 2

解決方案：cmake nuttx rsync 僅使用相對路徑進行復制

對Firmware/cmake/nuttx/px4_impl_nuttx.cmake文件進行更改，點擊傳送門

問題 3：內存溢出

collect2.exe:error:ld returned 1 exit status make[3]: *** [src/firmware/nuttx/firmware_muttx] Error 1 make[2]: *** [src/firmware/nuttx/CMakeFiles/firmware_muttx.dir/all] Error 2 make[1]: *** [all] Error 2 make: *** [px4fmu-v2_default] Error 2

解決方案：移除不是必要的模塊. 配置在這里. 為了移除一個模塊, 可以直接注釋掉它:
對于FMUv2(Pixhawk1)或者FMUv3(Pixhawk 2)硬件，找到Firmware/cmake/configs/nuttx_px4fmu-v2_default.cmake
修改為：

#drivers/trone

即可

問題 4： gcc 版本

解決方案：gcc 4.8.4 已經過時了，目前支持的是 4.9.4還有 5.4.3版本。

正文

各個論壇以及QQ群中經常有人反應不知道怎么編譯Pixhawk原生固件PX4，筆者也為這個問題苦惱了很久，最近一時興起，想嘗試下官網的寫一個應用程序，但是原生代碼都編譯不過這可怎么能行，于是東查西試，解決了在Windows操作系統以及Ubuntu操作系統上編譯PX4固件的問題。

Windows 7 64bit

軟件安裝

首先，需要安裝一些軟件，CMake、32位的Java jdk以及PX4 Toolchain Installer。
CMake的話筆者使用的是CMake-3.3.2-win32-x86版本。
關于CMake的安裝有一點需要注意，在第三步Install Options安裝選項中，需要將CMake加入到系統路徑中：

Java sdk：

Eclipse 需要 Java，用命令 java -version 來查看 Java 是否配置成功。

接下來進行PX4固件相關的配置，安裝PX4 Toolchain Installer，默認安裝在C盤根目錄下，筆者不服，非要安裝在D盤，安裝的時候一路下一步就行。

安裝完以后在開始菜單會出現一套工具鏈包括，PX4Console、PX4Ecplise.

代碼編譯

打開PX4console，下載PX4固件，輸入指令：

git clone https://github.com/PX4/Firmware.git

切換到Firmware文件夾，輸入指令：

cd Firmware

之后輸入指令：

git submodule update --init --recursive

（根據網速耗時有差異，耐心等待）

關鍵一步

在開始最后的編譯之前，有一個步驟必不可少，將arm-none-eabi-gcc 4.7.4換成4.9.4或5.4.3，下載4.9.4版本的壓縮文件，5.4.3版本。

解壓后將這四個文件夾復制并替換到PX4Toolchain安裝目錄下的toolchain文件夾下，這里筆者替換到的文件夾為D:\px4\toolchain。

隨后啟動PX4 Console控制臺進行編譯，先進入Firmware文件夾，輸入指令：

cd Firmware

進行編譯

make px4fmu-v2_default

（漫長的等待，可能需要半個小時）

編譯成功的界面如下：

如果在沒有進行arm-none-eabi-gcc 4.7.4替換的情況下直接進行固件編譯，則會出現如下所示的錯誤：

為時不晚，依然來得及將下載好的4.9.4版arm-none-eabi-gcc解壓并替換掉Toolchain文件夾下的相應文件。

之后重啟PX4Console控制臺，首先還是先進入到Firmware文件夾下：

cd Firmware

輸入指令：

make clean

清除上一次的編譯，然后重新編譯，輸入指令：

make px4fmu-v2_default

（又是漫長的等待，但是等待都是值得的）

固件燒錄

將飛控板通過USB連接電腦，輸入以下指令即可完成固件的燒錄：

make px4fmu-v2_default upload

燒錄成功的界面如下圖：

配置Eclipse

現在控制臺已經編譯成功了，接下來就是進行Eclipse的配置了

打開PX4Eclipse。

第一次啟動時，選擇好workplace，并勾選Use this as the default and……。由于筆者以D盤作為工作目錄，因此這里依然保持將workplace放置在D盤。

建立工程

File -> New -> Makefile Project with Existing Code。
然后點擊Browse……到D:\px4\Firmware，并選擇Cross GCC，點擊Finish。

然后進入Workbench：

創建編譯目標

可以在右邊板塊中Make Target（或者菜單 Window -> Show View -> Make Target 也可以打開）,選中根文件夾（Firmware），可以創建新的 make Target（綠色圓形按鈕）。如創建目標 px4fmu-v2_default

px4fmu-v2_default創建好如下：

同理創建目標：all,archives,clean,distclean,px4io-v2_default, px4fmu-v2_default upload

各 make target 說明
- clean – 刪除編譯的固件相關文件，不會清除archives
- px4fmu-v2_default—FMU 固件
- px4fmu-v2_default upload – 燒錄固件到飛控板

提示：與make有關的指令可以用Firmware/Makefile文件中查看

路徑配置
必須配置好Eclipse軟件的路徑才能進行編譯，這一步至關重要。
打開eclipse軟件，打開目錄欄的Project -> Priorities

有點意思的是，你得先打開左邊Firmware中的隨便一個文件，否則Priorities這一項會是灰色的，無法進行操作。
打開相應欄，更改CWD、PWD的路徑：
開始的路徑（如果裝在默認路徑則為C：\px4）
然后你的CWD路徑為 C:\px4\Firmware
這里將路徑改為 /D/px4/Firmware
差別不大，還望仔細，筆者當時在這個問題上可是糾結了特別久，無限的報錯，not contain Cmakelists.txt。也是得到高人相助，開始人指出來筆者還根本看不出，然后仔細的發現原來是：“\”、“/”“這樣的問題。
然后再將PWD的路徑也做相應的更改。
編譯固件
點擊上述Target中的px4fmu-v2_default，即可進行編譯。此操作與在Console控制臺中輸入make有同樣的效果。

燒錄固件
固件的燒錄可以直接使用QGC地面站進行。也可以在PX4 Console或者PX4 Eclipse中進行，編譯成功后在PX4 Eclipse界面右側點擊Target中的px4fmu-v2_default upload即可進行固件的燒錄。這樣就可以將自己的算法加入到原生固件中了。

至此，在Windows環境下編譯Pixhawk原生固件PX4的操作已經完成。

Ubuntu 14.04 LTS

筆者同時也進行了Ubuntu上的環境搭建。跟隨大流，筆者安裝了Ubutnu 14.04 LTS虛擬機，64位操作系統。

在Ubuntu上搭建環境相對簡單許多，按照PX4中文維基官網的教程即可。

工具鏈安裝

權限設置

把用戶添加到用戶組　“dialout”（如果這步沒做，會導致很多用戶權限問題）:

sudo usermod -a -G dialout $USER

然后注銷后，重新登錄，因為重新登錄后所做的改變才會有效

安裝CMake

sudo add-apt-repository ppa:george-edison55/cmake-3.x -y sudo apt-get update # 必備軟件(python、git、qt) sudo apt-get install python-argparse git-core wget zip \python-empy qtcreator cmake build-essential genromfs -y # 仿真工具 sudo add-apt-repository ppa:openjdk-r/ppa sudo apt-get update sudo apt-get install openjdk-8-jre sudo apt-get install ant protobuf-compiler libeigen3-dev libopencv-dev openjdk-8-jdk openjdk-8-jre clang-3.5 lldb-3.5 -y

卸載模式管理器

Ubuntu配備了一系列代理管理，這會嚴重干擾任何機器人相關的串口（或usb串口），卸載掉它也不會有什么影響。

sudo apt-get remove modemmanager

更新包列表和安裝下面的依賴包

sudo add-apt-repository ppa:terry.guo/gcc-arm-embedded -y sudo add-apt-repository ppa:team-gcc-arm-embedded/ppa sudo apt-get update sudo apt-get install python-serial openocd \flex bison libncurses5-dev autoconf texinfo build-essential \libftdi-dev libtool zlib1g-dev \python-empy gcc-arm-none-eabi -y

代碼編譯

根據PX4中文維基官網教程。

安裝Git

sudo apt-get install git-all

下載代碼

mkdir -p ~/src cd ~/src git clone https://github.com/PX4/Firmware.git

初始化
先進入Firmware文件夾，進而進行初始化、更新子模塊操作，耐心的等待……

cd Firmware git submodule update --init --recursive

編譯
在上一步的操作結束之后，即可進行編譯：

make px4fmu-v2_default

注意到“make”是一個字符命令編譯工具，“px4fmu-v2”是硬件版本，“default”是默認配置，所有的PX4編譯目標遵循這個規則。

與Windows環境中相同，這里也可能因為gcc-arm-none-eabi版本不對，需要進行版本升級到4.9.4，方法如下：

下載gcc-arm-none-eabi 4.9.4，對于的文件夾命名為arm-none-eabi-4_9-2014**q3**

wget https://launchpad.net/gcc-arm-embedded/4.9/4.9-2015-q3-update/+download/gcc-arm-none-eabi-4_9-2015q3-20150921-linux.tar.bz2

去舊迎新

pushd . # => 卸載新版的gcc-arm-none-eabi sudo apt-get remove gcc-arm-none-eabi # => 安裝下載好的gcc-arm-none-eabi tar -jxf gcc-arm-none-eabi-4_9-2015q3-20150921-linux.tar.bz2 sudo mv gcc-arm-none-eabi-4_9-2015q3 /opt exportline="export PATH=/opt/gcc-arm-none-eabi-4_9-2015q3/bin:\$PATH" if grep -Fxq "$exportline" ~/.profile; then echo nothing to do ; else echo $exportline >> ~/.profile; fi # => 使路徑生效 . ~/.profile popd

對于GCC5.4.3版本的下載：

wget https://launchpad.net/gcc-arm-embedded/5.0/5-2016-q2-update/+download/gcc-arm-none-eabi-5_4-2016q2-20160622-linux.tar.bz2

其余操作不再贅述

PX4 中文維基同步更新。

筆者裝的是Ubuntu 64位系統，而上述arm-none-eabi是直接下載的編譯好的32位，還需要安裝一個東西

sudo apt-get install lsb-core

可以檢查arm-none-eabi 4.９是否安裝成功，輸入以下指令：

arm-none-eabi-gcc --version

如果出現如下信息，交叉編譯環境搭建就沒有什么問題了

～$ arm-none-eabi-gcc --version arm-none-eabi-gcc (GNU Tools for ARM Embedded Processors) 4.9.3 20150529 (release) [ARM/embedded-4_9-branch revision 227977] Copyright (C) 2014 Free Software Foundation, Inc. This is free software; see the source for copying conditions. There is NO warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

編譯

cd ~/src/Firmware make px4fmu-v2_default

進入Firmware所在的文件夾，make成功后，顯示如下：

Ninja

Ninja比Make更快，并且PX4的CMake生成器可以支持它。不幸的是，Ubuntu目前只支持一個非常過時的版本。

這里博主下載二進制文件并添加到系統路徑來安裝最新版本的Ninja：

mkdir -p $HOME/ninja cd $HOME/ninja wget https://github.com/martine/ninja/releases/download/v1.6.0/ninja-linux.zip unzip ninja-linux.zip rm ninja-linux.zip exportline="export PATH=$HOME/ninja:\$PATH" if grep -Fxq "$exportline" ~/.profile; then echo nothing to do ; else echo $exportline >> ~/.profile; fi . ~/.profile

按上面的方法配置好ninja之后，以后每次一make都會調用它，這樣編譯速度會更快。

如果不想使用ninja的話，可以將其從’~/.profile’中注釋掉。

#export PATH=/home/fantasy/ninja:$PATH

Qt Creator

Qt Creator是官方唯一支持的IDE，在Ubuntu上針對PX4固件使用，便于看代碼的同時也可以進行編譯燒錄。

安裝Qt

sudo apt-get install qtcreator

Qt Creator的常見功能如下：

在打開Qt之前，應該創建project文件：

cd ~/src/Firmware mkdir ../Firmware-build cd ../Firmware-build cmake ../Firmware -G "CodeBlocks - Unix Makefiles" #可以發現Firmware-build目錄生成了一些文件

提個醒： 按照官網上面最后一行的命令，當前使用Qt編譯得到的將是build px4 ，因為默認的編譯指令是make posix_sitl_default，這不是大家所期待的結果。

解決方案：對于，Pixhawk硬件，將最后一行改成
cmake ../Firmware -G "CodeBlocks - Unix Makefiles" -DCONFIG=nuttx_px4fmu-v2_default

其他例如使用FMUv4的用戶請根據需求進行替換。

打開Qt

Ubuntu用戶只要導入主文件夾里的CMakeLists.txt文件就可以了，打開Qt，通過File -> Open File or Project -> 選擇CMakeLists.txt (默認位置在Firmware文件夾根目錄下)
項目配置
選擇src/Firmware-build作為構建目錄

運行設置
編譯
上傳

筆者剛開始的時候發現Qt中默認顯示的固件不全，很多文件都沒有顯示，如下圖所示

進行下面的操作就哦可了

Eclipse on Ubuntu

在Windows下習慣了使用Eclipse的用戶也可以直接在Ubuntu下使用Eclipse進行開發，與Qt一樣，這也是一款跨平臺的IDE。
就是Java配置有點復雜，用起來卻是非常方便的，除了不用更改環境設置，其他的都與Ｗｉｎｄｏｗｓ下無異，此處不在贅述。

一個很棒的特點就是Ｕｂｕｎｔｕ下的Ｅｃｌｉｐｓｅ可以直接加中文注釋，這是別的編譯器沒有的，我嘗試了用Ｓｕｂｌｉｍｅ看代碼，定義跳轉不太給力，Ｑｔ打開工程很慢。

目前為止最好的方法還是虛擬機，Ｗｉｎｄｏｗｓ改一行代碼編譯上傳可能需要五分鐘，非常費勁，但是Ｕｂｕｎｔｕ可以說是極速。但是Ｗｉｎｄｏｗｓ下有很多好用的工具便于調試，Ｓｏｕｒｃｅ　Ｉｎｓｉｇｈｔ看代碼也是很給力。虛擬機完美。

至此，在Windows已經Ubuntu下的環境搭建已經全部搭建成功。

現在是2016.7.26 19:37 為了確保方法的有效性，筆者已經在都裝有Ubuntu虛擬機的筆記本和臺式機上用上述方法完成了兩種系統下環境搭建、代碼編譯的復現，親測有效。

Tips

下載特定版本的固件

PX4Firmware有非常多的發行版，可以從這里看到。

也可以在這里進行選擇：

其實下載鏈接都是https://github.com/PX4/Firmware.git。

~$:cd ~/src/Firmware # 查看標簽（版本） ~$:git tag ... v1.4.0rc1 v1.4.0rc2 v1.4.0rc3 v1.4.0rc4 v1.4.1rc1 v1.4.1rc2 ... # 新建一個工作分區并切換到目標版本 git checkout -b branch_name tag_name

這樣就可以使用你想要的任意版本固件進行開發了。（因為可能有的版本確實不太穩定）

Makefile

# Don't be afraid of this makefile, it is just passing # arguments to cmake to allow us to keep the wiki pages etc. # that describe how to build the px4 firmware # the same even when using cmake instead of make.

Makefile只是將參數傳遞給cmake。所有與make相關的指令都可以在這里找到，也可以自定義編譯指令，比如

# explicity set default build target fantasy: px4fmu-v2_default

于是博主編譯固件變成下面這個樣子：

~$:~/src/Firmware $ make fantasy PX4 CONFIG: px4fmu-v2_default ninja: no work to do.

做這些只為讓遇到相同問題的人少走彎路，專注核心問題，這也是筆者開展PX4中文維基漢化項目的初衷。
還望志同道合的你們多多支持！~

Just Enjoy It .

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的Windows / Ubuntu操作系统下Pixhawk原生固件PX4的编译方法的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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