qt5.15.2编译安卓版qgc

最近需要编译安卓版本的 QGC，虽然最终成功编译出来了，但是过程确实曲折离奇，更是被编译环境反复鞭打，直至绝望。最终也不知道是哪位菩萨保佑，总算是编译成功了，小子在此跪谢了。

跪谢.png

失败的经历

Qt 6.8.2

第一次尝试是在 Qt 6.8.2 上编译，因为之前用这个版本编译过 Windows 版的 QGC，用的是 master 分支。按照官方文档说明需要 Qt 6.8.2(only)，不过截止到写稿，官网上支持的 Qt 版本已经是 Qt 6.8.3(only)了。

因为已经有了 Qt 6.8.2 的环境，所以我决定直接用它来编译安卓版本。虽然配置好了安卓编译环境，但是在编译时遇到了问题，cmake 报错：命令行太长。当时没能解决这个问题，现在回过头来想可能跟我自己安装的 cmake 有关，应该在安装 Qt 的时候把 cmake 组件勾选上，但也有可能是 NDK 的 cmake 报错了，原谅我已经不想去验证了。

Qt 5.12.9

在 Qt 6 编译失败之后，我又转向了之前安装的 Qt 5.12.9，因为 master 分支中去掉了 qgroundcontrol.pro 文件而是转投 cmake 管理工程，我不知道在 Qt 6 中的报错是否和这个有关系，所以只能找个旧版本试试看。

在经过了几天的斗智斗勇之后，终于还是倒在了配置安卓编译环境上，是的，这次连环境都没配出来。按照指定版本装好安卓的各个库以后，死活就是不行，各个库之间的版本兼容性就像一团乱码。我甚至把每个安卓版本都装了一遍，结果还是报错，问题是连原因都不知道，看网友的文章吧，不能说没用，那是一点儿用也没有。

重开

在经历了两轮失败以后，我一怒之下卸载了所有 QT 版本，准备重新开始。这一次我选择了 Qt 5.15.2，因为除了 master 版本，就只有 4.4 版本有官方文档了，而它要求的 Qt 版本是 Qt 5.15.2(only)。

Getting Started with Source and Builds | QGC Guide (4.4)

随着新版本的发布，这个页面可能也会被官方删除掉，但是就目前而言，它最大的参考意义就是告我需要的库的版本。

Android: Android 5.0 and later.
- Standard QGC is built against ndk version 19.
- Java JDK 11 is required.
Qt version: 5.15.2 (only)

安装 Qt 5.15.2

遗憾的是自 Qt 5.15 开始就没有独立发行的安装包了，因此 Qt 5.15.2 也只能通过在线方式安装。Qt 的安装我就不废话了，这里只提几个需要注意的地方。

设置国内镜像

在线安装时默认使用的是国外的镜像仓库，速度非常感人，所以我们需要换成国内镜像源，推荐使用阿里云镜像：

https://mirrors.aliyun.com/qt/

要注意的是不要选清华镜像站，它上面的资料不全，到后面安装的时候会找不到想要安装的版本。阿里云这个镜像站是我亲测好用的，推荐直接用这个。再此感谢博友十年之少的使用国内镜像网站在线下载安装 Qt（解决官网慢的问题）。

找到下载的在线安装程序，目前最新的是 qt-online-installer-windows-x64-4.8.1.exe，不要直接双击打开，先在该文件所在目录下打开命令行(或者打开命令行后切换到此目录下)，然后运行下面的命令：

> qt-online-installer-windows-x64-4.8.1.exe --mirror https://mirrors.aliyun.com/qt/

--mirror 参数可以指定程序使用的镜像源，不仅在线安装程序支持，MaintenanceTool.exe 也支持这个参数。Qt 安装完以后，如果我们想添加或移除组件，就可以使用下面的命令：

> MaintenanceTool.exe --mirror https://mirrors.aliyun.com/qt/

MaintenanceTool.exe 就在 Qt 安装目录的根目录下。

更改缓存目录

Qt 安装程序默认的缓存目录是 C:\Users\用户名\AppData\Local\cache\qt-unified-windows-online ，如果你和我一样，C 盘空间十分紧张，到后面真正安装的时候就会提示你磁盘空间不足。

为了节约 C 盘空间，建议在登录之前先点击左下角设置按钮，修改缓存路径。缓存目录要预先创建。在线安装程序每次启动都要修改这个地方。

修改缓存路径.png

组件选择

在选择组件步骤，默认只有最新的几个版本可供选择，我们把右边的 Archive 勾选上，然后点击筛选，就能看到全部版本了。

选择组件.png

找到 Qt5.15.2，安卓是必选的，其他平台按需选择，按照官方说明，Qt Charts 也是必选项。然后在下面的 Build Tools 和 Qt Creator 中选择下面几个组件。

选择组件2.png

这里不用担心少选或多选了组件，多选了比少选了好，少选了会错，多选了不会错。而且安装完成后我们还是能通过 Maintenance.exe 工具来添加组件，它就在 Qt 的安装目录下。打开以后也是先点击左下角的设置按钮，修改缓存目录，不过它只用改一次就可以了，因为它有配置文件记录用户的设置。

安装 Java

安卓环境需要用到 Java SDK，因此首先我们需要安装 JDK。根据官方文档的描述，QGC 4.4 版本要求 JDK 11，所以我们直接安装 JDK 11 即可，这一步不会有什么问题。只是 JDK 11 的下载需要强制登录，但是我相信这难不倒各位聪明的小伙伴，找个其他镜像源下载即可，zip 格式就挺方便的，解压就能用，最后配置下 JAVA_HOME 环境变量。这个环境变量也不是给 Qt 用的，是后面给安卓库用的。

打开 Qt Creator，点击菜单 工具 > 外部 > 配置，打开首选项窗口，点击左侧 SDKs ，在 Android 选项卡中配置 JDK 位置。之前用到的 Qt Creator 都是在"设备"页配置安卓环境，这个版本的 Qt Creator 是在"SDKs"里，要不是我瞎点了几下，差点就又夭折在这里了[捂脸]。

配置JDK.png

下一步是最闹心的一步，配置安卓编译环境。回想起曾经两度在此折戟沉沙，不得不说，配置开发环境真是编程路上最大的绊脚石[捂脸]。

配置安卓 SDK

紧接上一步配置完 JDK 路径之后，我们找个地方创建一个空目录作为安卓 SDK 的存放路径，然后将找个路径配置到"Android SDK的路径"中，为了演示，我这里重新新建了一个叫 AndroidSDK 的目录。

配置安卓SDK路径.png

先不要着急，网上又很多教程在用图形界面的 SDK Manager 来安装安卓包，但是这种方式已经过时了，并且官方也不在提供该程序下载了。找个功能被合并到了 Android Studio 中，官方推荐通过 Android Studio 来管理安卓库。此外还提供了一个命令行版本的 cmdline-tools 来管理安卓库，我们不做安卓开发，所以使用这个命令行工具就行。

但是先别急着去下载！我们首先去到 Qt 安装目录下的 Tools\QtCreator\share\qtcreator\android\ 目录下找到 sdk_definitions.json 文件，打开这个文件，先仔细看看它的内容。

{
  "common": {
    "sdk_tools_url": {
      "linux": "https://dl.google.com/android/repository/commandlinetools-linux-11076708_latest.zip",
      "linux_sha256": "2d2d50857e4eb553af5a6dc3ad507a17adf43d115264b1afc116f95c92e5e258",
      "windows": "https://dl.google.com/android/repository/commandlinetools-win-11076708_latest.zip",
      "windows_sha256": "4d6931209eebb1bfb7c7e8b240a6a3cb3ab24479ea294f3539429574b1eec862",
      "mac": "https://dl.google.com/android/repository/commandlinetools-mac-11076708_latest.zip",
      "mac_sha256": "7bc5c72ba0275c80a8f19684fb92793b83a6b5c94d4d179fc5988930282d7e64"
    },
    "sdk_essential_packages": {
      "default": ["platform-tools", "cmdline-tools;latest", "emulator"],
      "linux": [],
      "mac": [],
      "windows": ["extras;google;usb_driver"]
    }
  },
  "specific_qt_versions": [
    {
      "versions": ["6.4"],
      "sdk_essential_packages": [
        "build-tools;31.0.0",
        "ndk;23.1.7779620",
        "platforms;android-31"
      ]
    },
    {
      "versions": ["6.3", "6.2", "5.15.[9-20]"],
      "sdk_essential_packages": [
        "build-tools;31.0.0",
        "ndk;22.1.7171670",
        "platforms;android-31"
      ]
    },
    {
      "versions": ["5.15.[0-8]", "5.14.[0-2]", "5.13.2", "6.0", "6.1"],
      "sdk_essential_packages": [
        "build-tools;31.0.0",
        "ndk;21.3.6528147",
        "platforms;android-31"
      ]
    },
    {
      "versions": ["5.12.[0-5]", "5.13.[0-1]"],
      "sdk_essential_packages": [
        "build-tools;28.0.2",
        "ndk;19.2.5345600",
        "platforms;android-28"
      ]
    }
  ]
}

这个文件中记录了前面提到的命令行工具 cmdline-tools 的下载地址，以及一些安卓库和 Qt 之间的版本对应关系，我们只要比照这个文件来配置安卓库，大概率就没什么毛病，，，吗？

然而真相却是，最大的坑就出在这里！因为 sdk_definitions.json 是跟随 Qt Creator 发布的，Qt Creator 和 Qt 是独立的，他们之间没什么直接关系。特别是现在这种在线安装的方式，Qt Creator 不再随着 Qt 一起发布，这就导致我们即使装了一个旧版本的 Qt，但还是会装一个较新版本的 Qt Creator，导致随着 Qt Creator 发布的 sdk_definitions.json 文件中的信息和所安装的 Qt 版本不那么匹配。

比如这里，"sdk_tools_url" 字段中记录的 commandlinetools 的下载地址对应的版本其实就和 Qt 5.15.2 不兼容。导致我把其他包版本都一一对上后，依然提示我 Android Platform SDK 版本不对。

报错1.png

注意上图中的报错并不是安卓 SDK 版本的问题，而是 cmdline-tools 版本不对。之前我一直以为是安卓 SDK 版本不对，导致我一怒之下把所有版本的安卓 SDK 都下载了下来，可结果依然是报这个错，那才叫一个崩溃，差点梅开三度了。现在我明白了，这个错说的其实不是安卓 SDK，而是 commandlinetools ！

Qt 5.15.2 支持的 cmdline-tools 的版本是 8.0，而上面连接中的版本是 12.0。我们可以把上面 json 文件中的 "windows" 字段后的地址替换成下面这个：

https://dl.google.com/android/repository/commandlinetools-win...

然后将 "windows_sha256" 替换成下面这个：

8a90e6a3deb2fa13229b2e335efd07687dcc8a55a3c544da9f40b41404993e7d

"windows": "https://dl.google.com/android/repository/commandlinetools-win-9123335_latest.zip",
"windows_sha256": "8a90e6a3deb2fa13229b2e335efd07687dcc8a55a3c544da9f40b41404993e7d",

哈希会用来校验下载的文件，所以当我们替换掉下载地址后，也要把文件哈希替换掉。修改完这个文件后，重启 Qt Creator，回到 SDKs 设置页面，点击"设置 SDK"按钮，然后 Qt Creator 会自动去下载 cmdline-tools，完成以后会弹出如下提示框。

设置SDK.png

我们点击确定，随后会弹出许可协议窗口，我们一直点击"是"即可。

接受许可.png

接受完所有协议之后还会下载一些包，随后会弹出下面的提示。

无法下载重要包.png

点击确定可以看到下面有些项已经打上绿勾了，之后这些包就需要我们手动下载了，不过先不急，让我们先去看一眼 AndroidSDK 目录下有什么了。

安卓SDK1.png

Qt Creator 帮我们下载了 build-tools 和 cmdline-tools ，build-tools 的版本是 31.0.0，cmdline-tools 放在 latest 目录下，进入 cmdline-tools\latest 打开 source.properties 文件：

Pkg.Revision=19.0
Pkg.Path=cmdline-tools;19.0
Pkg.Desc=Android SDK Command-line Tools

神奇的事情，Qt Creator 居然还是下载了最新版的 cmdline-tools，也就是 19.0 版本。前面我们修改了 cmdline-tools 的下载地址只是为了"设置 SDK"按钮能起作用，否则点击"设置 SDK"不会下载任何东西。回到这里我们将 latest 重命名为 19.0（或者直接删掉也行），然后新建一个空的 latest 目录，从前面的 cmdline-tools 下载地址手动下载 cmdline-tools 包，解压到 latest 目录中。

然后根据前面 json 文件的指引，"sdk_essential_packages" 字段告诉我们需要以下包：

platform-tools
cmdline-tools（已经装过了）
emulator
extras/google/usb_driver

因为我们是在 Windows 平台上编译，所以还需要谷歌的 usb_driver 库。紧接下面的 "specific_qt_versions" 字段中，找到 5.15.2 所在版本，我们还需要下面的包：

build-tools 31.0.0 版本（已经装过了）
ndk 21.3.6528147 版本
android-31

虽然需要的包比较多，但是我们可以一次搞定，千万不要照着某些教程自己傻乎乎的去网上一个一个下载，很多库都是不提供历史版本下载的，即使找到了，也不一定有你需要的版本，别提有多折磨人了。

接下来进入 cmdline-tools\latest\bin 目录中，一定要确定这里的 cmdline-tools 是 8.0 的版本，在这里打开命令行，输入下面的命令：

sdkmanager "ndk;21.3.6528147" "platform-tools" "platforms;android-31" "extras;google;usb_driver" "emulator" --sdk_root=E:\progrom\Android\AndroidSDK

用这一个命令就能把所需的包都安装好了，不必去网上自己下，也不用装 Android Studio。这里稍微解释下，sdkmanager 后面每个双引号内都是一个要下载的包，; 表示的是路径分隔符，有些路径中也包含了版本信息，下载完后，每个库的目录结构和这里都是对应的。因为我们没有配置安卓环境变量，所以这里通过 --sdk_root 指定了安卓库的根目录。

如果这里报错了，就要去检查下你的 cmdline-tools 的版本了，特别是提示 Java 版本过低的错误。因为最新版的 cmdline-tools 要求 Java 版本在 16 以上。

下载完成后回到 Qt Creator，点击 Android SDK 路径后面的"浏览"，切换到别的目录，然后再点"浏览"切回来，或者点击"设置 SDK"，或者重启下 Qt Creator，就会发现安卓环境已经设置好了，所有选项都打上了绿色的勾。

设置完成.png

在 SDKs 页面最下面，还需要配置一个 android_openssl 的地址，这个包不属于标准安卓库，所以不能通过 sdkmanager 下载，只能自己去网上下载，然后配置到这里，好在这个包并不难找，相信一定难不倒在座的各位。

设置android_openssl.png

这个库不是强制的，所以应该不配置也行。至此，Qt 下的安卓构建环境就配置好了。虽然现在回过头来看整个过程非常简单，但在当时确实让我几近崩溃。明明很简单的过程，却被坑的**，后面的话不能讲出来，希望这篇文章能帮到迷途的人们吧。

终极方法：一键配置！

前面的方法已经能够让你很轻松的配置好安卓环境了，但是，还有更简单的方式，真正的一键配置！

在前面我们看到，点击"设置SDK"后，自动下载了 build-tools 和 cmdline-tools 这两个库之后就报错了，提示之后的库无法下载，需要手动配置。那么这是什么原因呢？

其实前面我们也看到了，Qt Creator 自动下载的 cmdline-tools 实际上是 19.0 版本，问题就出在这里。这个版本的 cmdline-tools 太新了，需要 JDK 16 及以上，不能兼容我们 JDK 11，所以后面的流程就报错了。

那么为什么 Qt Creator 下载的是 19.0 版本呢？其实他也不是非要下载 19.0 版本，它只是下载了最新版本，而当前最新版本是 19.0 而已。那么它为什么会下载最新版呢，我们不是修改了下载地址了吗？还是回到前面的 json 文件中，我们注意到 "sdk_essential_packages" 字段下的 "default" 数组：

"default": ["platform-tools", "cmdline-tools;latest", "emulator"],

这里指定了 "cmdline-tools;latest"，这就是 Qt Creator 去下载最新版 cmdline-tools 的原因，还真是所有的问题都出在这个 json 文件上，我们将 latest 改成 8.0 后保存即可。

"default": ["platform-tools", "cmdline-tools;8.0", "emulator"],

然后重启 Qt Creator，设置一个空的文件夹作为安卓SDK的目录，然后直接点击"设置SDK"，接受协议时一路点击"是"，最后静静的等待 Qt Creator 下载完所有需要的包，安卓环境就配置完成了。真踏马的就是一键配置成功，害我之前折腾那么久。从一闪而过的下载日志中，我们也能看到这次下载的是 cmdline-tools;8.0，而不是 cmdline-tools;latest 了。

编译 QGC

配置安卓环境已是千难万险，编译 QGC 也不会一帆风顺。哎，时也，运也，命也！

下载 QGC 源码这一步按照官方文档的指示进行就行了，但是要注意下载完源码后要切换到 Stable_V4.4 分支，可以用 Git 命令行，或者任何你喜欢的 Git 工具。

git clone --recursive -j8 https://github.com/mavlink/qgroundcontrol.git
git checkout Stable_V4.4
git submodule update --recursive

然后正常打开 Qt Creator，点击打开项目，找到 QGC 源码目录，选择 qgroundcontrol.pro 打开。首次打开会先进入配置项目页面，也就是最左边"项目"栏。默认选择的构建套件是 MSVC，我们需要编译的是安卓版本，所以取消勾选 MSVC，勾选下面的安卓。在安卓构建套件上可能有个黄色的警告标志 ⚠，这是因为没有可用安卓设备，不影响编译。最后点击右下角的"配置工程"，等待工程加载完毕。

这时候如果直接点锤子是锤不出来的，因为在编译的时候还会遇到几个问题，我们来一一解决。

找不到命令

首先遇到的问题就是找不到命令，一个是 which ，另一个是 sed。

找不到命令.png

这两个命令是 Git 带的程序，在 Git 安装目录下的 usr/bin 目录下，一般我们安装 Git 的时候都只配了 bin 目录，把 usr/bin 也加到 Path 环境变量就可以了，添加完以后重启下 Qt Creator。还有一种方式是直接在 Qt Creator 中修改环境变量，它并不影响系统环境变量。还是在"配置"页，找到下面的"Build Environment"，点击右边的"详情"展开环境变量，找到 Path ，点击中间的"Edit"按钮。

添加Path1.png

然后点击右上角的添加，找到 Git 安装目录的 usr/bin 目录，添加进来，点击确定即可，不用重启 Qt Creator。

添加Path2.png

ndk 路径问题

继续锤，还会遇到第二个问题。

这个问题是 ndk 的 make 报错了，错误的原因是找不到 clang++ ，这是 ndk 的 c++ 编译器。根据上图中的错误提示，这个路径明显是错误的，前面缺少了路径分隔符。这个路径出现在 qgroundcontrol\build\Qt_5_15_2_Clang_Multi_Abi-Debug\Makefile 文件中，打开这个文件，找到 2501 行，可以看到如下的路径：

E:\progrom\Android\AndroidSDK\ndk\21.3.6528147/toolchains/llvm/prebuilt/windows-x86_64/bin/clang++

这一行很长，要往后翻一翻才能看到。乍看起来视乎没什么问题，但仔细看就会发现前面的路径分隔符是反斜杠，后面的路径分隔符是正斜杠。这个文件的执行者是 ndk 的 cmake，而这个cmake 认为反斜杠是换行连接符，一行写不下了，就换行写，用反斜杠连接，正斜杠才是路径分隔符。其实我们在上面的 Makefile 文件中也能看到大量的反斜杠出现在行尾。Linux 和 Windows 路径分隔符风格问题也是老生常谈了。

这里教大家怎么区分正反斜杠，不斜的杠叫竖杠| ，竖杠往左斜\就是反斜杠，往右斜/就是正斜杠。我们常说，反正，左右，所以他们是对应的，左对应反，右对应正。

由于反斜杠被识别为了连接符，所以最终我们看到了 E:progromAndroidAndroidSDKndk21.3.6528147/toolchains/llvm/prebuilt/windows-x86_64/bin/clang++ 这么个奇怪的路径，这能找到文件才怪了。但是这个 Makefile 是编译过程中由 qmake 生成的，所以直接改这个文件肯定是不行的，那么这个路径是从哪里来的呢？

它其实是根据环境变量生成的，从头到尾我们一直没有配过任何安卓库的环境变量，实际上也没必要，Qt 会自己帮我们配置安卓库的环境变量。点击 Qt Creator 左侧的"项目"，找到下面的"Build Environment"，点击"详情"，展开环境变量列表。可以看到左边已经有了安卓库的环境变量，我们点击 ANDROID_NDK_ROOT ，然后点击中间的"Edit"按钮，在右边等号后面输入 NDK 的路径，并且把反斜杠全部换成正斜杠，这样就可以了。

修改NDK环境变量.png

找不到 json 库

继续锤，继续报错，已经麻了。

找不到nlohmann_json.png

这次是缺少 nlohmann_json 库，它是 QGC 依赖的一个第三方库，应该在 qgroundcontrol\libs\libevents\libevents\libs\cpp\parse 目录下，但是却没有。它的依赖关系是 qgroundcontrol -> libevents -> nlohmann_json ，我们可以在 Github 页面点击对应的目录直达 nlohmann_json 的下载页面。

点击libevents.png

点击nlohmann_json.png

理论上来说 git submodule update --recursive 命令应该会下载它的，但不知道什么原因，我试了好几次都没下载下来，不过这个问题好解决，手动下载 nlohmann_json 源码，放到对应的目录下就可以了。

https://github.com/nlohmann/json/tree/bc889afb4c5bf1c0d8ee29ef35eaaf4c8bef8a5d

这个问题大家不一定会遇上，如果遇上，或者缺少了其他库，可以用同样的方式处理。

API 过时问题

再锤，还有报错。我他*的********。

使用了过时的API.png

这次报错是 Java 的错，因为使用了已过时的 API。不管，忽略风险，继续编译。打开 qgroundcontrol.pro 文件，在最后添加一行配置：

QMAKE_CXXFLAGS += -Wno-deprecated-declarations

这次终于可以锤出 APK 安装包了，编译好的安装包在构建目录下的 android-build\build\outputs\apk\debug 目录下。不过你以为这就结束了吗？是吗？是真的吗？

很遗憾这并不是最后的问题。

连接模拟器

没有测试的手机(不想用自己手机)，搞个安卓模拟器试试。一开始我选的是 MuMu 模拟器，但是它和我的 Easytier 有冲突，一开模拟器远程连接就频繁断线，不得已换成了 Nox 模拟器，也就是夜神模拟器。把锤出来的 APK 拖进模拟器，安装成功，没有问题。

不仅没有测试的手机，连无人机也没有。为了测试安卓 QGC 的功能，只能上 APM 模拟器了，这个之前就装过了，感兴趣的朋友可以去看我之前的文章。

但是，网络怎么联通呢？模拟器里的 QGC 压根收不到 APM 模拟器的消息啊。。。

这和模拟器的网络设置有关系，Nox 模拟器默认的网络模式是 NAT 模式，也就是由宿主机代理模拟器的网络流量，此时模拟器相当于是一个内网，它和宿主机之间网络是不通的，我们需要将模拟器网络改为桥接模式，这样模拟器就会和宿主机处于同一个网络内，他们之间就能通信了。

打开模拟器之后点击左上角的齿轮按钮，进入设置页面。点击左侧的手机，然后在网络设置下面勾选开启网络桥接模式，点击保存设置，首次开启会下载相应的驱动，成功后模拟器会自动重启。

点击模拟器设置.png

开启网络桥接.png

这里要注意 Nox 模拟有两个程序，一个是 32 位，一个 64 位，默认打开的是 32 位，但是因为我们锤出来的 QGC 是 64 位的，所以当我们打开 QGC 时，会提示在 64 位模拟器中打开，点击确定，就会启动 64 位模拟器。这两个模拟器的设置也是独立的，所以我们要在 64 位模拟器中设置网络模式，千万别搞错了。

开启网络桥接模式后，记录下面出现的"IP 地址"，这就是我们与模拟器中的 QGC 通信的地址。我们也可以点击模拟器桌面上的工具，打开设置，点击网络和互联网 > WLAN > VirtWifi，点击高级，也能看到模拟器的 IP 地址，只有在网络桥接模式下才能看到。可以看到是一个和宿主机在同一网段的内网地址。

查看IP地址.png

然后启动 APM 模拟器，在 Mavproxy 的控制台输入下面的命令，将 mavlink 消息转发给模拟器中的 QGC。

STABILIZE> output add 192.168.2.111:14550

添加output.png

回到 Nox 模拟器，打开 QGC，见证奇迹的时刻终于来了，可以看到 QGC 已经连上 APM 模拟器，并收到了来自模拟器的消息。OJBK，我已经迫不及待地要起飞了，啊，起飞，，，，失败？？在点击起飞按钮等待一段时间之后，QGC 会弹出提示：无人机无法进入引导模式！

无法进入引导模式.png

What can I say.

解决无法进入引导模式

都到这一步了，这个问题我吃定了，耶稣也留不住，我说的！

之前我也装了 Windows 版的 QGC，但是 Windows 版就没有这个问题，只有安卓版有，查看日志，他们都是 4.4 版本，这就离了谱了。

查看 Mavlink 消息的接收也是正常的，而且用 Windows 版的 QGC 把无人机先飞起来后，再回到安卓版 QGC 进行其他操作也都是正常的。没办法，源码，启动！

找到 src/FirmwarePlugin/APM/APMFirmwarePlugin.cc ，接着找到 _guidedModeTakeoff(926 行) 函数，它就是在 QGC 中点击起飞时调用的函数，报错来自该函数中的下面这段代码：

if (!_setFlightModeAndValidate(vehicle, "Guided")) {
   qgcApp()->showAppMessage(tr("Unable to takeoff: Vehicle failed to change to Guided mode."));
    return false;
}

_setFlightModeAndValidate 函数在 src/FirmwarePlugin.cc(965 行) 中，源码如下：

bool FirmwarePlugin::_setFlightModeAndValidate(Vehicle* vehicle, const QString& flightMode)
{
    if (vehicle->flightMode() == flightMode) {
        return true;
    }

    bool flightModeChanged = false;

    // We try 3 times
    for (int retries=0; retries<3; retries++) {
        vehicle->setFlightMode(flightMode);

        // Wait for vehicle to return flight mode
        for (int i=0; i<13; i++) {
            if (vehicle->flightMode() == flightMode) {
                flightModeChanged = true;
                break;
            }
            QGC::SLEEP::msleep(100);
            qgcApp()->processEvents(QEventLoop::ExcludeUserInputEvents);
        }
        if (flightModeChanged) {
            break;
        }
    }

    return flightModeChanged;
}

它的逻辑比较简单，调用 vehicle 的 setFlightMode 方法，然后以轮询的方式判断 vehicle 的飞行模式是否与目标模式相等。问题就出在这个相等判断if (vehicle->flightMode() == flightMode)上，它是直接用的 == 判定。通过打印日志我们会发现 vehicle->flightMode() 返回的其实是 GUIDED，而传入的 flightMode 是 Guided。嗯~确实是一样的，但又不完全一样，程序就是这么的一丝不苟，都不知道通融一下。知道了问题，修改起来就很简单了，只需要把相等判断换成忽略大小写的相等判断就可以了。

QString::compare(vehicle->flightMode(), flightMode, Qt::CaseInsensitive) == 0

关于打印日志，我们可以在 if 判断之前加上下面这行代码：
qCWarning(FirmwarePluginLog) << "vehicle_mode:" << vehicle->flightMode() << " , flight_mode:" << flightMode;
然后在 QGC 中点击左上角的 QGC 图标，然后点击 Application Settings，然后选择控制台就能看到日志了。当然要先点击起飞才能看到这个日志。

当然这并不是唯一的问题，在这个问题之前还有一个问题，如果我们观察日志的话，会发现有这么一个警告："FirmwarePlugin::setFlightMode failed, flightMode: Guided"。

![] 设置模式失败日志.png

它是来自 vehicle 的 setFlightMode 函数，让我继续追源码，找到 src/Vehicle/Vehicle.cc(2281 行)的 setFlightMode 函数，源码如下：

void Vehicle::setFlightMode(const QString& flightMode)
{
    uint8_t     base_mode;
    uint32_t    custom_mode;

    if (setFlightModeCustom(flightMode, &base_mode, &custom_mode)) {
        SharedLinkInterfacePtr sharedLink = vehicleLinkManager()->primaryLink().lock();
        if (!sharedLink) {
            qCDebug(VehicleLog) << "setFlightMode: primary link gone!";
            return;
        }

        uint8_t newBaseMode = _base_mode & ~MAV_MODE_FLAG_DECODE_POSITION_CUSTOM_MODE;

        // setFlightMode will only set MAV_MODE_FLAG_CUSTOM_MODE_ENABLED in base_mode, we need to move back in the existing
        // states.
        newBaseMode |= base_mode;

        if (_firmwarePlugin->MAV_CMD_DO_SET_MODE_is_supported()) {
            sendMavCommand(defaultComponentId(),
                           MAV_CMD_DO_SET_MODE,
                           true,    // show error if fails
                           MAV_MODE_FLAG_CUSTOM_MODE_ENABLED,
                           custom_mode);
        } else {
            mavlink_message_t msg;
            mavlink_msg_set_mode_pack_chan(_mavlink->getSystemId(),
                                           _mavlink->getComponentId(),
                                           sharedLink->mavlinkChannel(),
                                           &msg,
                                           id(),
                                           newBaseMode,
                                           custom_mode);
            sendMessageOnLinkThreadSafe(sharedLink.get(), msg);
        }
    } else {
        qCWarning(VehicleLog) << "FirmwarePlugin::setFlightMode failed, flightMode:" << flightMode;
    }
}

它的功能也很简单，就是给无人机发送设置模式的消息。但是，既然我们看到了 else 分支的警告日志，这就说明 if 条件就失败了，消息根本没发出去，难怪无人机无法进入飞行模式。setFlightModeCustom(2270 行)就在 setFlightMode 函数的上面，源码如下：

bool Vehicle::setFlightModeCustom(const QString& flightMode, uint8_t* base_mode, uint32_t* custom_mode)
{
    if (_standardModes->supported()) {
        *base_mode = MAV_MODE_FLAG_CUSTOM_MODE_ENABLED;
        qCWarning(VehicleLog) << "setFlightModeCustom::_standardModes, flightMode:" << flightMode << ", base_mode:" << *base_mode << ", custom_mode:" << *custom_mode;
        return _standardModes->setFlightMode(flightMode, custom_mode);
    }
    qCWarning(VehicleLog) << "setFlightModeCustom::_firmwarePlugin, flightMode:" << flightMode << ", base_mode:" << *base_mode << ", custom_mode:" << *custom_mode;
    return _firmwarePlugin->setFlightMode(flightMode, base_mode, custom_mode);
}

这里我加了日志，知道了这个函数走的是 if 分支。继续找到 src/Vehicle/StandardModes.cc(174 行) 的 setFlightMode 函数，源码如下：

bool StandardModes::setFlightMode(const QString &flightMode, uint32_t *custom_mode)
{
    for (auto iter = _modes.constBegin(); iter != _modes.constEnd(); ++iter) {
        if (iter->name == flightMode) {
            *custom_mode = iter.key();
            return true;
        }
    }
    return false;
}

这里 _modes 是一个集合，记录的是无人机支持的模式，它是无人机通过 MAVLink 消息广播给地面站的，flightMode 是我们的目标模式，所以这个函数实际上就是在判断无人机是否支持我们的目标模式。问题还是那个问题，两个模式名称一个是全大写，一个是首字母大写，我们需要将它换成忽略大小写的判断：

if (QString::compare(iter->name, flightMode, Qt::CaseInsensitive) == 0)

这里我们也可以在 if 前面加上一行日志，问题就十分明了了。

qCWarning(StandardModesLog) << "_modes[" << _modes.size() << "]:" << iter->name << " " << iter->standardMode;

既然我们知道了问题的原因，那有没有更简单的解决办法呢？有的，兄弟，有的。

回到我们最开始的地方，src/FirmwarePlugin/APM/APMFirmwarePlugin.cc(926 行) 的 _guidedModeTakeoff 函数：

bool APMFirmwarePlugin::_guidedModeTakeoff(Vehicle* vehicle, double altitudeRel)
{
    ... ...

    if (!_setFlightModeAndValidate(vehicle, "Guided")) {
        qgcApp()->showAppMessage(tr("Unable to takeoff: Vehicle failed to change to Guided mode."));
        return false;
    }

    ... ...
}

其实我们直接把 _setFlightModeAndValidate 函数的参数改成 GUIDED 就可以了。这样能解决起飞的问题，但是！这个函数不只有这一个地方调用，其他地方的参数依然是首字母大写的形式。如果采用这种方式的话，就要把所有出现这个函数调用的地方都改掉，否者在进入其他逻辑分支时，依然会报错。

改掉这些问题之后，重新编译 QGC，这时起飞功能就正常了。啊，世界终于清静了！

3D 模拟器

不管是 Mavproxy 还是 QGC，都是二维的，不便于观察无人机的状态，ArduPilot 支持 FlightGear 3D 无人机模拟器，设置起来也非常容易，官方文档如下：

SITL setup on Windows using Cygwin (not recommended) — Dev documentation

但是有几个需要注意的地方，首先是不要去 FlightGear 官网下载最新版本，找一个旧版本下载，比如 2020 版本。因为最新版程序和数据分离了，虽然安装包体积变小了，但是打开后需要先下载数据，这一步会失败，直接闪退，我下载的是 2020.3.9 版本，安装包 1.77G，如果你下载的安装包只有几百兆，那估计就是不行的。不过要是你能解决网络问题，成功下载数据，那也是可以的。

其次是 ArduPilot 提供的 FilghtGear 启动脚本会默认 FlightGear 是安装在 C 盘的，如果你不是装在 C 盘的话，就需要修改下启动脚本，或者将原本的启动脚本复制一份再修改，都可以。比如我是装在 E 盘的，我将 fg_quad_view.bat 拷贝了一份重命名为 fg_quad_view_local.bat，然后修改如下：

set AUTOTESTDIR="%~dp0\aircraft"
:: c:
:: FOR /F "delims=" %%D in ('dir /b "\Program Files"\FlightGear*') DO set FGDIR=%%D
:: echo "Using FlightGear %FGDIR%"
:: cd "\Program Files\%FGDIR%\bin"

e:
cd "E:\progrom\FlightGear 2020.3\bin"

fgfs ^
    --native-fdm=socket,in,10,,5503,udp ^
    --fdm=external ^
    --aircraft=arducopter ^
    --fg-aircraft=%AUTOTESTDIR% ^
    --airport=KSFO ^
    --geometry=650x550 ^
    --bpp=32 ^
    --disable-hud-3d ^
    --disable-horizon-effect ^
    --timeofday=noon ^
    --disable-sound ^
    --disable-fullscreen ^
    --disable-random-objects ^
    --disable-ai-models ^
    --fog-disable ^
    --disable-specular-highlight ^
    --disable-anti-alias-hud ^
    --wind=0@0
pause

启动 FlightGear 时执行 fg_quad_view_local.bat 就行了，固定翼飞机时 fg_plane_view.bat 也是一样的修改。其他步骤都按照官网描述进行就可以了。