开发环境搭建：Ubuntu 22.04 系统安装与配置、ROS2 Humble 安装、PX4-Autopilot 源码编译、QGroundControl 地面站安装
说实话，很多初学者在无人机开发这条路上栽跟头，十有八九都是环境没搭好。我见过太多人花了两周时间折腾编译错误，最后发现是系统版本不对。嗯，这一章我们就来把地基打牢。
我个人习惯把环境搭建分成四个步骤：装系统、装ROS2、编译PX4、装地面站。顺序不能乱，尤其是ROS2和PX4的依赖关系，搞反了会出很多奇怪的问题。
核心要点：开发环境是后续所有工作的基础。一个干净、版本匹配的环境，能帮你省下至少80%的排查时间。
2.1 Ubuntu 22.04 系统安装与配置
为什么选22.04？说白了，ROS2 Humble 官方支持的就是这个版本。你想想看，用LTS版本至少四年内不用折腾系统升级，省心。
安装步骤其实不复杂，但有几个坑我得提前说：
- 分区建议：至少给根目录留50GB，我建议直接100GB。编译PX4的时候，中间文件能吃掉20多个G。
- Swap分区：如果你的内存小于16GB，建议开8GB swap。我曾经在8GB内存的笔记本上编译到一半直接卡死，嗯，血的教训。
- 网络配置：建议用有线网络安装，Wi-Fi有时候会掉包，导致apt源更新失败。
我的习惯：装完系统第一件事就是换国内源。阿里云或清华源都行，速度能快10倍。然后执行 sudo apt update && sudo apt upgrade -y，把系统包全部更新到最新。
装完系统后，有几个基础工具是必须装的：
sudo apt install -y \
git \
vim \
curl \
wget \
build-essential \
cmake \
python3-pip \
python3-venv这些工具后面编译PX4和ROS2都会用到。别偷懒，一次性装好。
2.2 ROS2 Humble 安装
ROS2 Humble 是2022年发布的版本，和Ubuntu 22.04是绝配。我个人建议用Debian包安装，别从源码编译——太慢了，而且没必要。
安装流程分三步走：
- 设置源：添加ROS2的apt源和密钥
- 安装核心包：ros-humble-desktop 包含了大部分常用工具
- 配置环境变量：把source命令加到.bashrc里
# 设置locale
sudo apt update && sudo apt install locales
sudo locale-gen en_US en_US.UTF-8
sudo update-locale LC_ALL=en_US.UTF-8 LANG=en_US.UTF-8
# 添加ROS2源
sudo curl -sSL https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/ros.key -o /usr/share/keyrings/ros-archive-keyring.gpg
echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/ros-archive-keyring.gpg] http://packages.ros.org/ros2/ubuntu $(lsb_release -cs) main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/ros2.list > /dev/null
# 安装ROS2 Humble
sudo apt update
sudo apt install ros-humble-desktop python3-colcon-common-extensions -y
# 配置环境变量
echo "source /opt/ros/humble/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc注意：如果你同时装了ROS1和ROS2，环境变量会冲突。我建议在单独的终端里手动source，或者用别名区分。我曾经因为这个问题排查了整整一个下午。
装完之后，跑一下这个命令验证：
ros2 run demo_nodes_cpp talker如果能正常看到输出，说明ROS2装好了。
2.3 PX4-Autopilot 源码编译
PX4的编译是整套环境里最耗时的环节。我第一次编译的时候，在咖啡机旁边等了快40分钟。不过别担心，后面增量编译就快多了。
先装依赖：
sudo apt install -y \
ninja-build \
exiftool \
python3-empy \
python3-toml \
python3-numpy \
python3-jinja2 \
python3-pygments \
python3-yaml \
libgstreamer1.0-dev \
libgstreamer-plugins-base1.0-dev然后克隆源码并编译：
mkdir -p ~/px4_ws
cd ~/px4_ws
git clone https://github.com/PX4/PX4-Autopilot.git --recursive
cd PX4-Autopilot
make px4_sitl gazebo-classic关键参数说明：
| 参数 | 含义 | 适用场景 |
|---|---|---|
px4_sitl |
软件在环仿真 | 无硬件时的算法验证 |
gazebo-classic |
Gazebo Classic 仿真器 | 视觉SLAM、避障测试 |
px4_fmu-v5 |
Pixhawk 4 硬件固件 | 实际飞控板烧录 |
编译过程中如果报错，八成是网络问题导致子模块没下载全。这时候执行：
git submodule update --init --recursive然后再重新编译。嗯，这个命令我几乎每次克隆新仓库都要跑一遍。
2.4 QGroundControl 地面站安装
QGC是PX4官方推荐的地面站，功能很全。安装方式有两种：AppImage和源码编译。我建议用AppImage，省事。
# 下载最新版AppImage
wget https://d176tv9ibo4jno.cloudfront.net/latest/QGroundControl.AppImage
# 赋予执行权限
chmod +x QGroundControl.AppImage
# 安装依赖（如果缺少）
sudo apt install -y libqt5gui5 libqt5quick5 libqt5quickwidgets5
# 运行
./QGroundControl.AppImage小技巧：第一次启动QGC时，它会自动检测串口设备。如果你插着Pixhawk，应该能看到/dev/ttyACM0或/dev/ttyUSB0。如果没显示，检查一下用户组权限：sudo usermod -a -G dialout $USER，然后注销重新登录。
QGC的界面很直观，左边是地图，右边是飞行数据。你可以在「设置」→「固件」里刷写PX4固件，或者在「分析工具」里查看日志。我个人最常用的是「MAVLink Inspector」，调试消息的时候特别好用。
避坑指南：千万不要在QGC连接飞控的同时运行其他串口工具（比如screen、minicom）。串口是独占的，抢占了会导致QGC断开连接。我曾经在调试时忘了关screen，结果QGC反复重连，差点把飞控的参数搞乱。
到这里，整个开发环境就搭好了。你可以打开终端，分别启动PX4 SITL和QGC，看看它们能不能通过MAVLink通信。如果能在地图上看到仿真无人机的位置，恭喜你，环境搭建成功了。