px4_command

简介

px4_command功能包是一个基于PX4开源固件及Mavros功能包的开源项目，旨在为PX4开发者提供更加简洁快速的开发体验。目前已集成无人机外环控制器修改、目标追踪及避障等上层开发代码，后续将陆续推出涵盖任务决策、路径规划、滤波导航、单/多机控制等无人机科研及开发领域的功能。

安装

1. 通过二进制的方法安装Mavros功能包

   请参考: https://github.com/mavlink/mavros

   如果你已经使用源码的方式安装过Mavros功能包，请先将其删除。

2. 在home目录下创建一个名为 "px4_ws" 的工作空间

   mkdir -p ~/px4_ws/src

   cd ~/px4_ws/src

   catkin_init_workspace

   大部分时候，需要手动进行source，打开一个新终端

   gedit .bashrc

   在打开的bashrc.txt文件中添加 source /home/$(your computer name)/px4_ws/devel/setup.bash

3. 下载并编译 px4_command 功能包

   cd ~/px4_ws/src

   git clone https://github.com/potato77/px4_command

   cd ..

   catkin_make

项目总览

• 读取飞控状态 state_from_mavros.h

• 发送控制指令至飞控 command_to_mavros.h

• 位置环控制器实现（目前提供五种外环控制器，分别为串级PID、PID、UDE、Passivity+UDE、NE+UDE） pos_controller_cascade_PID.h pos_controller_PID.h pos_controller_UDE.h pos_controller_Passivity.h pos_controller_NE.h 其中，串级PID为仿写PX4中位置控制器、Passivity+UDE为无需速度反馈的位置控制器、NE+UDE在速度测量有噪声时由于其他控制器。

• 外部定位实现 px4_pos_estimator.cpp

• 控制逻辑主程序 px4_pos_controller.cpp

• 地面站（需配合ROS多机使用） ground_station.cpp

• 自主降落 autonomous_landing.cpp

• 简易避障 collision_avoidance.cpp

• 双目简易避障 collision_avoidance_streo.cpp

• 编队飞行（目前仅支持gazebo仿真）formation_control_sitl.cpp

• 负载投掷 payload_drop.cpp

• 航点追踪 square.cpp

• 目标追踪 target_tracking.cpp

说明： 1、其中自主降落、目标追踪、双目简易避障需配合vision部分代码使用。 2、功能包中还包含一些简易滤波及测试小代码，此处不作说明，可自行查阅。

视频演示

自主降落

负载投掷

简易避障、目标追踪

外环控制器修改 NE+UDE 及 外环控制器修改 Passivity-based UDE

内环控制器修改（PX4固件）

坐标系说明

本功能包中所有变量均为 ENU 坐标系（同Mavros，异于PX4固件）

MAVROS does translate Aerospace NED frames, used in FCUs to ROS ENU frames and vice-versa. For translate airframe related data we simply apply rotation 180° about ROLL (X) axis. For local we apply 180° about ROLL (X) and 90° about YAW (Z) axes

PX4固件及参数

请使用提供代码中提供的PX4固件 - firmware

SYS_COMPANION参数设置为Companion（921600）。

若需要使用外部定位，则参数EKF2_AID_MASK设为24（默认为1），EKF2_HGT_MODE设置为VISION（默认为气压计）。

其他教程

随意写写

多机Gazebo仿真

多机仿真前，请确保PX4固件能够顺利运行单机及双机仿真例程。

请先将该文件iris_3放置于PX4固件Firmware/posix-configs/SITL/init/ekf2/目录下（固件版本 v1.8.2），然后运行脚本sitl_gazebo_formation即可。

远程桌面

推荐使用nomachine作为远程桌面。

关于作者

阿木实验室科研无人机技术负责人、Mavros培训课程主讲老师、北理工博士

对任何与四旋翼无人机有关的话题感兴趣，欢迎交流。

个人微信号：qyp0210