Handel Class Note AI and ML , ROS : 介紹 PX4-Autopilot 專案

詳細介紹 PX4-Autopilot 專案，特別是在 ROS2 機器人應用中的角色與重要性。

儘管您正在開發的是 ROS2 兩輪車 AMR，但 PX4 是一個非常知名的開源飛行控制系統，在機器人領域（包括無人車和潛水艇）也越來越受歡迎。您在編譯時遇到的問題正來自於這個專案。

🚁 PX4-Autopilot 專案介紹

PX4-Autopilot 是一個由業界和學術界共同開發的開源飛行控制棧（Flight Stack）。

主要目標： 提供一個可靠、功能豐富且高度模組化的韌體，用於控制各種自主載具。
應用範圍：
- 多旋翼無人機 (Multi-rotors): 最常見的應用。
- 固定翼飛機 (Fixed-wing): 包含 VTOL 垂直起降機型。
- 地面車輛 (Ground Vehicles): 雖然是以飛行器起家，但其控制和導航架構也適用於自主地面機器人（如您的 AMR）。
- 潛水艇 (Submarines)。

模組化設計： 採用分層架構，將系統劃分為獨立的功能模組（如感測器驅動、姿態控制、位置估計、導航等）。這使得開發者可以輕鬆修改或新增特定功能，而不會影響整個系統。
uORB 內部通訊： PX4 內部使用一個稱為 uORB (Micro Object Request Broker) 的主題-發布/訂閱（Topic-Publish/Subscribe）機制進行模組間通訊，這與 ROS 的機制相似。
MAVLink 外部通訊： 對外（例如與地面站或 ROS 節點）的通訊標準協定是 MAVLink。
高度客製化： 透過參數系統和配置文件，使用者可以根據不同的機體結構、硬體平台和應用場景進行高度配置和微調。

PX4 在 ROS 模擬生態系中扮演 「真實飛控」 的角色。

SITL (Software-in-the-Loop) 模擬：
- 這就是您嘗試編譯的目標 (px4_sitl)。它允許您在 PC 上執行完整的 PX4 韌體，並將其與模擬環境（如 Gazebo）連接。
- 在這種模式下，PX4 韌體認為它正在真實的飛控板上運行，而 Gazebo 則提供虛擬的感測器數據（IMU、GPS 等）給 PX4，並接收 PX4 輸出的馬達控制指令。
ROS 接口：
- ROS 與 PX4 之間通常透過一個稱為 mavros 或 px4_ros_pkg 的橋樑節點進行通訊。
- 這個橋樑負責將 ROS 訊息（如速度指令、航點）轉換為 MAVLink 訊息傳輸給 PX4，並將 PX4 的狀態訊息（姿態、位置、電量）轉換回 ROS 訊息。

雖然 PX4 通常用於飛行器，但它的 狀態估計（State Estimation） 和 運動控制（Motion Control） 框架對於您的兩輪車 AMR 來說具有借鑒和參考價值：

EKF/UKF 狀態估計： PX4 內建的估計器（如 EKF2 或 LPE）擅長融合多種感測器數據（IMU、輪式里程計、GPS、視覺）以提供精確的載具狀態，這與您在 SLAM/VSLAM 中整合 IMU 的需求高度吻合。
模擬環境： 您在編譯的 px4_sitl 流程，正是將底層控制與高層 ROS 導航棧連接的標準範例。

您遇到的編譯錯誤，目標是構建一個 PX4 的軟體在環（SITL）模擬環境，這證明您的專案可能試圖利用 PX4 的底層控制邏輯來驅動 Gazebo 中的機器人。

由於您的主要目標是 URDF 建模和 ROS2 導航，如果 PX4 不是您專案中不可或缺的底層控制器，我建議：

先擱置 PX4 編譯問題： 專注於 純 ROS2/Gazebo/ros2_control 的標準流程。
使用 diff_drive_controller： 這是一個標準的 ROS2 控制器，可以直接在 URDF 中配置，無需依賴 PX4，且更符合 ROS2 地面 AMR 的設計模式。

您希望：

A. 繼續解決 PX4 的編譯問題，以利用其作為底層控制器？ (請提供您執行的完整 make 命令)
B. 忽略 PX4，直接進入 ROS2 兩輪車 AMR 的 URDF 建模審查，專注於 diff_drive_controller 的配置？ (這是最快推進 AMR 專案的方法)