零创无穷 SwarmCore 无人机蜂群仿真/真机一体化验证环境 · 一体化离线发行版
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Gitee 仓库
一套开箱即用的无人机蜂群验证栈：PX4 SITL + Gazebo Garden + ROS 2 Humble + 自研集群控制框架 + Web 地面站。 clone 后一条脚本装完，无需翻墙、无需拉取任何 git 子模块：
- PX4-Autopilot v1.15.4 —— 全部 36 个子模块已拍平为普通文件，默认机型为自研"雀"（gz_que）
- Micro-XRCE-DDS-Agent v2.4.3 —— PX4 与 ROS 2 之间的 DDS 桥
- swarm_ws —— ROS 2 Humble 工作空间（swarm_api 集群框架、Web 地面站、px4_msgs / px4_ros_com 桥接、16 个 demo 示例）
核心特性是仿真/真机同构：控制代码只写一遍，仿真里验证通过后，真机零改动直接跑。 这不是口号——单机 demo 已全部在仿真与真机（MicoAir H743 + UWB 室内定位）两侧跑通， 真机实测：goto 到位精度 0.09~0.18m，画圆半径误差 <4%。
我们在官网复刻了一套在线版地面站，打开浏览器就能看效果：
觉得合适，再回来装本地完整仿真环境。
- Ubuntu 22.04 (Jammy) x86_64
- 建议 4 核 CPU / 8GB 内存以上（3 机仿真）
git clone https://gitee.com/admin_0c00/0c00_ws.git
cd 0c00_ws
./install.sh脚本自动完成：基础工具 → ROS 2 Humble（清华镜像）→ Gazebo Garden → Python 依赖（清华 pip 镜像）→ MicroXRCEAgent → PX4 SITL 编译 → swarm_ws 编译，最后自检。
全程约 30~60 分钟（视机器性能）。脚本幂等——中断后重跑会自动跳过已完成步骤。
每次新开终端先加载环境：
source /opt/ros/humble/setup.bash
source ~/0c00_ws/swarm_ws/install/setup.bash # 按实际 clone 路径调整1. 启动仿真（第 2 个参数 0 = 带 Gazebo 界面，1 = 无头模式；第 3 个参数可选机型，默认 gz_que 雀）：
~/0c00_ws/swarm_ws/src/bringup/scripts/start_swarm_sim.sh 3 0
# 相机/点云桥接到 ROS 2（视觉机型接入后）：start_sensor_bridge.sh（需 ros-humble-ros-gzgarden-bridge）2. 起飞：
ros2 run bringup swarm_takeoff.py3. 飞一个 demo（起飞 → 向前 2m → 顺时针 2m 正方形 → 回原点 → 降落）：
python3 ~/0c00_ws/swarm_ws/src/bringup/scripts/demo_square_enu.py # ENU 坐标（推荐新手）
python3 ~/0c00_ws/swarm_ws/src/bringup/scripts/demo_square.py # NED 坐标版
# 可调: --ros-args -p takeoff_alt:=2.0 -p side:=3.04. 集群控制框架 swarm_api（多机并行，仿真/真机同构——真机接入零改动）：
from swarm_api import Swarm
swarm = Swarm(num_drones=3) # 自动发现在线飞机
swarm.takeoff(1.5) # 全群同时起飞（阻塞，返回即悬停住）
swarm.goto_all([(0,2,1.5), (2,2,1.5), (4,2,1.5)]) # 各机飞各自目标（本地 ENU）
swarm.goto_formation("triangle", spacing=2.0, z=1.5) # 编队：line/column/triangle/grid
swarm.move_body_all((1.0, 0.0, 0.0)) # 各机沿各自机头方向前进 1m
swarm.circle_smooth_all((0, 2, 1.0, 0.6, 0.3, 2)) # 全群平滑画圆（真机推荐模式）
swarm.land()
swarm.shutdown()# 框架版示例（先启动对应机数的仿真，如 start_swarm_sim.sh 3 1）：
python3 ~/0c00_ws/swarm_ws/src/bringup/scripts/demo_single_drone.py # 单机（Drone 类）
python3 ~/0c00_ws/swarm_ws/src/bringup/scripts/demo_swarm_square.py # 三机（Swarm 类）5. Web 地面站（状态卡片 + 3D 地图 + 指点飞行（支持转机头/机体相对位移）+ 电子围栏 + 数据录制回放）：
~/0c00_ws/swarm_ws/src/ground_station/scripts/start_ground_station.sh
# 浏览器打开 http://localhost:8080停止：
~/0c00_ws/swarm_ws/src/bringup/scripts/stop_swarm_sim.sh
~/0c00_ws/swarm_ws/src/ground_station/scripts/stop_ground_station.sh所有 demo 均带 DEMO_RESULT 机器可解析结果输出（见下文"面向 AI Agent / 自动化"），仿真与真机通用（真机改命名空间即可）。
| 类别 | 脚本 | 内容 |
|---|---|---|
| 入门 | demo_takeoff_hover_land.py |
起飞 → 悬停 → 降落（最小闭环） |
| 入门 | demo_square_goto.py / demo_square_enu.py / demo_square.py |
正方形航线（goto / 教学版 ENU / NED） |
| 入门 | demo_body_square.py |
机体系（FLU）相对位移正方形，无需关心绝对坐标 |
| 画圆 | demo_circle_position.py |
逐点 goto 画圆（对照组）：有位置闭环，但走走停停、轨迹呈多边形 |
| 画圆 | demo_circle_trajectory.py |
位置轨迹流（带速度/加速度前馈）：匀速平滑、有位置闭环 |
| 画圆 | demo_circle_velocity.py / demo_circle.py |
纯切向速度流：半径准，但无位置闭环会整体漂移 |
| 画圆 | demo_circle_smooth.py |
速度前馈 + 径向 PI 纠正：平滑且兜住漂移，带噪定位（UWB/视觉）下真机推荐 |
| 多机 | demo_swarm_square.py |
三机并行正方形（Swarm 类） |
| 多机 | demo_swarm_takeoff_hover_land.py |
多机起飞悬停降落 |
| 双机 | demo_concentric_circle.py / demo_dual_circle.py / demo_dual_concentric_circle.py |
双机同心圆/双圆编队，自动处理两机坐标原点偏移 |
仿真里跑通的 demo，真机零改动直接运行。当前支持的硬件栈：
- 飞控：MicoAir H743（本仓库已含板型移植与定制固件补丁）
- 链路：CH9121 串口转以太网模块（串口→UDP→MicroXRCEAgent）
- 室内定位：LinkTrack UWB（水平位置）+ 激光测距（高度）+ 陀螺积分航向，无 GPS/罗盘依赖
~/0c00_ws/swarm_ws/src/bringup/scripts/start_real_uav.sh # 单机
~/0c00_ws/swarm_ws/src/bringup/scripts/start_real_swarm_uav.sh # 多机已验证：真机单机起飞/悬停/降落、goto、正方形、画圆（轨迹/平滑两种模式）全流程。 多机编队：仿真已验证，真机各机链路已打通，编队飞行验证进行中。
本仓库设计为"人和 AI Agent 都能直接驱动"：
- 控制入口是 Python 库
swarm_api（非 GUI），Agent 可直接生成代码驱动整个蜂群； - 每个 demo 最后一行输出机器可解析结果：
DEMO_RESULT {"result":"PASS",...}（退出码 0）或DEMO_RESULT {"result":"FAIL","stage":...}（退出码 1）； - 仿真未启动时 demo 会在 30 秒内 FAIL 退出，不会挂死——可作为 CI/Agent 的环境自检探针；
swarm_api附带单元测试：cd swarm_ws/src/swarm_api && python3 -m pytest test/。
验证环境是否正常：起仿真 → 跑任一 demo → 看 DEMO_RESULT 与退出码。
| 内容 | 地址 |
|---|---|
| Web 地面站使用说明 | https://0c00.com/docs/SwarmCore/ground-station/ |
| swarm_api 框架教程 / API 参考 / demo 教程 | 见官网文档中心 https://0c00.com |
| 开源协议说明 | docs/OPEN_SOURCE_LICENSE.md |
| 贡献者协议（CLA） | docs/CLA.md |
0c00_ws/
├── install.sh # 一键安装脚本
├── PX4-Autopilot/ # PX4 v1.15.4（子模块已拍平，tag v1.15.4 保留供版本检测）
│ └── src/drivers/uwb/linktrack/ # LinkTrack UWB 驱动（毛刺拒绝/中值/低通滤波）
├── Micro-XRCE-DDS-Agent/ # DDS 桥源码
├── swarm_ws/src/ # ROS 2 功能包
│ ├── bringup/ # 仿真/真机启停脚本、起飞脚本、16 个 demo 示例
│ ├── swarm_api/ # 集群控制框架（Drone/Swarm/Strategy，Python）+ 单元测试
│ ├── ground_station/ # Web 地面站（rosbridge + Three.js）
│ ├── swarm_msgs/ # 自定义消息（TargetMap / TaskAssignment）
│ └── px4_msgs/ px4_ros_com/# PX4-ROS2 桥接
└── tools/
├── drone_model/ # CAD→仿真/地面站模型转换管线脚本
├── comm_module_config/ # 通信模块（CH9121 串口转以太网）Web 配置工具
└── fc_configurator/ # 飞控配置器（参数/校准/电机测试/固件烧录/机载文件管理，支持网络连接）
# 规划中的功能包（感知 perception_*、融合 swarm_fusion、任务 swarm_task、
# 安全 safety_guard、无人车 ugv_bridge、评估 evaluation 等）
# 按产品定义书 7.1 的结构，在对应子系统开发时创建，不预先放空壳。
本仓库采用分层开源策略（详见 NOTICE 与中文导读 docs/OPEN_SOURCE_LICENSE.md）：
- 核心代码（bringup、ground_station、swarm_msgs、install.sh 等）：GPL v3（见
LICENSE）——衍生作品分发时必须开源，防止闭源白嫖； - SDK/接口层（swarm_api 集群控制框架）：LGPL v3（见
swarm_ws/src/swarm_api/LICENSE）——你的科研代码 import swarm_api 不受传染，只有改动 swarm_api 本身才需开源； - 文档（
docs/及官网课程）：CC BY-NC 4.0——教学自由转载，商业盗用必究； - 第三方组件（PX4、Micro-XRCE-DDS-Agent、px4_msgs 等）：保留其各自许可证（见
NOTICE）。
"灵簇"、"SwarmCore" 为我司商标（申请注册中），上述协议均不授予商标使用权——可依法使用代码，但衍生作品不得以 "SwarmCore"/"灵簇" 命名。
- 本仓库是快照发行版：PX4 子模块已拍平，不能再执行
git submodule update； 如需同步上游 PX4，需重新从上游仓库拍平。 - 仓库根部的 annotated tag
v1.15.4请勿删除，PX4 的 CMake 版本检测依赖它。 - 修改
swarm_ws/src/swarm_api/后必须重新构建（cd swarm_ws && colcon build --packages-select swarm_api）， 安装是拷贝而非符号链接，不构建则运行时仍是旧代码。 - 若 Gazebo apt 源（packages.osrfoundation.org）访问失败：手动安装
gz-garden后 重新运行install.sh（脚本幂等，已完成步骤会自动跳过）。
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