起飞流程

  1. Vicon 校正
  2. QGC 无人机校正
  3. 起飞测试

Vicon 校正

需要已经安装好VICON TRACKER 3.8。

  1. 打开软件，再打开 Vicon 电源，等待摄像头全部变为绿色即初始化完成
  2. 打开CALIBRATE页，在CREATE CAMERA MASKS中点击START，等待几秒中，待视图中的反光点没有变化后点击STOP。
  3. 在CALIBRATE CAMERAS中点击START，打开魔术棒上的开关，在 Vicon 建模的空间内挥舞魔术棒，直到摄像头的灯从闪烁的红紫色变为绿色后，所有的摄像头都会呈现不闪烁的红紫色，等待CAMARA CALIBRATION FEEDBACK进度条到达 100%，下方所有摄像头数据格均为绿色，即代表建模成功。
  4. 在SET VOLUME ORIGIN中点击START，在建模空间中取坐标原点，将魔术棒摆放至预期的坐标原点处，魔术棒的左短边指向x轴，长边指向y轴，然后点击SET，原点设置成功，将无人机放置到原点处，PX4 模块的箭头指向x轴的方向。
  5. 将视图左上角的CAMERA切换为3D ORTHOGONAL，按住鼠标右键移动鼠标进行缩放，缩放到合适的大小，按住alt点击鼠标左键进行反光点的选取，需要选中所有的反光点，此时如果出现闪烁的反光点意味着建模出现了偏差，此时需要从第 2 步开始重新进行建模，直到可以选中所有的反光点。
  6. 选中反光点后，打开OBJECTS页面，在下面的文本框中输入无人机的名字，例如uav1，点击CREATE，此时 Vicon 所需工作全部完成。

QGC 无人机校正

需要已经安装好QgroundControl软件，编译好 PX4 硬件对应的固件。

  1. 将 PX4 模块的micro USB和电脑的 USB 连接起来（连接电脑之前需要断开机载计算机与 PX4 TELEM1 的连接），打开 QGC，直到左上角的状态从DISCONNECT变为Not Ready，则连接成功。
  2. 点击左上角的图标，进入 Vehicle Setup页面。
    • 概况：浏览飞机概况
    • 固件：根据提示重新插拔 USB ，进入固件烧录页面，选择已经编译好的固件进行烧录，这一步在不改动 PX4 固件的情况下无需执行。
    • Airframe：选择无人机对应的机身框架。
    • Sensors：无人机长时间空置或者遭受碰撞等等情况下都需要重新校正，每个模块按照提示旋转机身，完成每一项校正。
    • Radio：更换遥控器后需要重新校准。更换遥控器时要将遥控器开至配对模式，用取卡针长按机身接收模块的复位按钮，待接收器和遥控器配对成功。再点击校准，选择模式，按提示拨动遥控器，完成后点击下一步，直到结束。
    • Power：电源相关，通常不会变更。
    • Motors：警告，调整电机之前必须卸下螺旋桨避免危险情况。通常重新拼装的无人机需要校正电机方向，轻轻拖动页面中的滑块，对应的电机会旋转，观察电机旋转方向是否正确，如果不正确需要重新焊接电条，交换其中 2 根线。
      • 电机正确的旋转方向：以 PX4 模块的箭头向前为正方向，左上角和右下角的电机应该顺时针旋转，左下角和右上角的电机应该逆时针旋转。
    • 参数：通过搜索栏搜索以下参数，不一致的需要修改
      • CBRK系列参数参数设置：解除一些解锁设置(如安全开关，无GPS信号等)
        • CBRK_IO_SAFETY 设为 22027
        • CBRK_BUZZER 设为 782097
        • CBRK_USB_CHK 设为 197848
        • CBRK_SUPPLY_CHK 设为 894281
        • 以上参数的逻辑为：设为0，则无人机解锁时会检查此项；设为最大值，则不检查此项。以 CBRK_IO_SAFETY 为例，设为 0，若安全开关没有打开，则无人机无法解锁；设为22027，则跳过该检查。
      • MAVLink 系列参数设置：
        • MAV_1_CONFIG 设置 TELEM/SERIAL4(Pixhawk4 mini)
        • MAV_1_MODE 设置为 Onboard
        • SER_TEL4_BAUD 设置为 921600
      • EKF2 系列参数设置：如果使用外部定位设备，需要设置此项；户外 GPS 飞行，此项不设置
        • EKF2_AID_MASK 设置为 24(vision position fusion和 vision yaw fusion)
        • EKF2_HGT_MODE 设置为 Vision
      • 位置控制参数：对飞行的速度等进行限制幅度处理，出于安全考虑
        • MPC_THR_HOVER 依据实际情况设定(这个是悬停油门，可以通过手动飞行大致确定)
          • MPC_TILTMAX_AIR 设置为 20deg(这一项可以限定最大倾斜角，即限定速度)
          • MPC_XY_VEL_MAX 设置为 0.7m/s(限定水平最大合速度，依据实际情况设定，建议小一点)
          • MPC_Z_VEL_MAX_DN 设置为 0.5m/s
          • MPC_Z_VEL_MAX_UP 设置为 0.5m/s
          • 其他位置控制参数依据实际情况设定
      • PWM参数设置
        • PWM_MIN 设置为 1000
          • PWM_MAX 设置为 2000
          • 此项应当根据动力系统具体设置
      • offboard 丢失的 failsafe 设置
        • COM_OBL_ACT 设置为 Land mode
          • COM_OBL_RC_ACT 设置为 Land mode
          • COM_OF_LOSS_T 设置为 1s

起飞测试

需要机载电脑已经部署好 ROS 以及实验代码等环境。

  1. 保证飞机平稳水平放置在地面上后上电。警告，实验结束后先进行断电！

  2. 连接机载电脑：

    1. 上位机和机载电脑要同处于 Vicon 的网络中，然后用 SSH 连接机载电脑

      # IP 地址取决与实际情况
ping 192.168.1.77
      
# ping 通后连接，密码和用户名一致
ssh dji@192.168.1.77
      
# 修改机载电脑的 .bashrc 文件，加入以下内容，第一条是主机 IP 及端口，就是启动 roscore 的节点，第二条是自己的 IP
export ROS_MASTER_URI=http://192.168.1.3:11311
export ROS_HOSTNAME=192.168.1.77
      
# 修改上位机的 .bashrc 文件，加入以下内容，第一条是主机 IP 及端口，就是启动 roscore 的节点，第二条是自己的 IP
export ROS_MASTER_URI=http://192.168.1.3:11311
export ROS_HOSTNAME=192.168.1.3

    2. 上位机的终端中启动实验代码的 launch 文件

      roslaunch px4_test_pkg setup_act_ground.launch

      此时会出现一个新终端，之后上位机的操作在这一终端中进行

    3. 远程到机载电脑的终端中启动实验代码的 launch 文件

      roslaunch px4_test_pkg setup_act_onboard.launch

  3. 打开遥控器，连上无人机后，拨动上面左上角的开关，解锁无人机，再拨动前测左上角的开关，进入 offboard 模式，此时无人机应该已经打开螺旋桨。

  4. 根据上位机的提示，输入指令的编号，达到起飞、移动、降落的功能。