PX4 自动驾驶用户指南 (v1.13)

# 飞行模式

Flight Modes define how the autopilot responds to user input and controls vehicle movement. 下表总结了固定机翼和直升机的飞行模式 （表键如下）。 请注意，这是 "上层" 默认行为，可能因机体参数而异。 链接的主题（侧边栏）提供了有关各个模式的详细信息，包括它们的调整参数。

提示

A beginner friendly explanation of all flight modes is provided in Getting Started > Flight Modes. :::

# 固定翼

模式 横滚和俯仰 偏航 油门 位置传感器 概要
位置

S+ S+ S+

在遥控模式下，回中摇杆会使飞机定直平飞，保持飞机的姿态、高度和直线飞行路径并抗风（和其他力）。

  • 回中摇杆使飞机沿着直线地面轨道在当前方向水平飞行并抗风。
  • 中心以外：
    • 俯仰摇杆控制高度（与 高度相同）。
    • 滚转摇杆控制滚转角度。 自动驾驶仪将保持 协调飞行 （与 稳定</0> 相同）。
    • 油门设置空速（与 高度 相同）。
    • 滚转、俯仰和偏航是角度控制的（因此不可能实现飞机滚转或环绕）。
    • 偏航摇杆操纵会驱动方向舵（指令将被加到自动驾驶仪计算的指令中以维持 协调飞行）。 这和 稳定模式 一样。

高度

S（滚转）

S+(俯仰)

 M S+

遥控模式，类似 稳定 模式, 但具有 高度稳定 （杆回中将使飞机定直平飞 并保持当前高度）。 但是飞行航向并不稳定，可能被风吹飘离。

  • 横滚、俯仰、偏航摇杆回中(在死区内)：
    • 自动驾驶仪保持高度稳定和机翼水平。
    • 如果连接了空速传感器，油门控制飞机的空速（如果没有空速传感器，用户就无法控制油门）。
  • 中心以外：
    • 俯仰摇杆控制高度。
    • 油门杆控制飞机的空速（如回中 横滚、俯仰、偏航摇杆）。
    • 偏航摇杆操纵会驱动方向舵（指令将被加到自动驾驶仪计算的指令中以维持 协调飞行）。 这和 稳定模式 一样。

自稳

S M M

遥控模式，其中摇杆回中可以改平飞机的姿态（横滚和俯仰）。 但是飞行航向和姿态并不稳定，可能被风吹漂移。

  • 俯仰摇杆控制俯仰角度。
  • 滚转摇杆控制滚转角度。 自动驾驶仪将保持 协调飞行。
  • 油门摇杆控制油门。
  • 偏航摇杆操纵会驱动方向舵（指令将被加到自动驾驶仪计算的指令中以维持 协调飞行）。
特技

Srate Srate M

用于执行杂技动作的遥控模式，例如滚动、翻转、失速和杂技图形。

RPY摇杆输入被转换为角速度命令，通过自动驾驶仪稳定。 油门直接传递到输出混频器。

手动

M M M

遥控模式，其中摇杆输入直接发送到输出混频器（用于 "完全" 手动控制）。

这是覆盖 FMU（命令通过安全协处理器发送）的唯一模式。 它提供了一个安全机制，允许在 FMU 固件出现故障时，通过遥控完全控制油门、升降舵、副翼和方向舵。

起飞 自动 飞机使用 弹射/手持发射模式 或 滑行起飞模式 （在当前方向）启动起飞顺序。
降落 自动 飞机启动了 固定翼着陆 程序。
保持 自动 飞机在当前高度并在 GPS 保持的位置绕圈飞行。
返航 自动 无人机飞向安全位置的明确路径。 返航取决于参数设置，并且可遵循任务路径和/或任务着陆模式（如果已定义）。
任务 自动 飞机执行已上传到飞控的 预定义的任务或飞行计划。
Offboard 自动 无人机遵守通过 MAVLink 提供的姿态设定点（通常是通过串口或 wifi 连接的机载计算机）。

# 多旋翼

模式 横滚和俯仰 偏航 油门 位置传感器 概要
位置

S+ Srate S+

在遥控器模式下，横滚，俯仰，油门摇杆控制相应轴/方向的移动。 所有摇杆置中，将使机体水平，并保持固定的高度和位置来抗风。

  • RPT摇杆回中可以抗风并保持飞机X、Y、Z位置稳定以及姿态水平。
  • 中心以外：
    • 横滚/俯仰摇杆（分别）控制机体的前后左右方向的相对于地面的水平加速度。
    • 油门摇杆控制上升-下降的速度。
    • 偏航摇杆控制水平面上方的角度旋转速率。
  • 起飞：
    • 当机体在地上时，如果油门摇杆抬高至 62.5%（从油门杆最低开始的整个范围），机体将起飞。

高度

S Srate S+

遥控模式，就像手动/自稳模式除了具有高度稳定功能（杆回中使飞机水平并保持固定高度）。 水平位置可能会受风的影响（或已经存在的动量）。

  • 摇杆回中(在死区内)时:
    • RPY摇杆使机体水平。
    • 油门（~50%）保持当前高度稳定并抗风。
  • 中心以外：
    • 滚转/俯仰摇杆控制各自方向的倾斜角，从而产生相应的左右和前后运动。
    • 油门摇杆以预定的最大速率（和其他轴上的移动速度）控制上升速度。
    • 偏航摇杆控制水平面上方的角度旋转速率。
  • 起飞：
    • 当机体在地上时，如果油门摇杆抬高至 62.5%（从油门杆最低开始的整个范围），机体将起飞。

手动/自稳

S Srate M

遥控模式，回正摇杆(仅)保持机体水平（位置不稳定）。

  • 回正RP摇杆使机体水平。
  • 中心以外：
    • 滚转/俯仰摇杆控制各自方向的倾斜角，导致左右和前后的移动。
    • 油门摇杆控制上升/下降速度 （和其他轴的移动速度）。
    • 偏航摇杆控制水平面上方的角度旋转速率。

特技

Srate Srate M

用于执行特技动作的遥控模式，例如翻转，横滚和环绕。

横滚、俯仰、偏航摇杆输入控制围绕各自轴的角度旋转速率。 油门直接传递到输出混频器。 当操纵杆居中时，机体将停止旋转，但保持其当前朝向（在其侧面，倒置或任何其他方向）并根据当前动量移动。

环绕

- - -

地面站发起的引导模式，用于绕圈飞行，并且始终朝向圆圈中心。

该模式必须由地面站启动，指定中心点，初始半径和高度。 遥控是可选的，可用于设置轨道高度，半径，速度和方向。 高度控制与 位置模式 相同。

起飞 自动 机体上升到起飞高度并保持位置。
降落 自动 飞机降落在模式指定的位置。
保持 自动 无人机悬停在当前 GPS 位置和高度。
返航 自动 无人机飞向安全位置的明确路径。 返航取决于参数设置，并且可遵循任务路径和/或任务着陆模式（如果已定义）。
任务 自动 飞机执行已上传到飞控的 预定义的任务或飞行计划。
跟随 自动 飞机自动跟随运行 QGC 的安卓手机/平板电脑的用户。
Offboard 自动 无人机遵守通过 MAVLink 提供的位置，速度或姿态设定点（通常是通过串口或 wifi 连接的机载计算机）。

# 垂直起降（VTOL）

VTOL飞机支持固定翼和多旋翼模式，根据当前飞行模式（多旋翼或固定翼）执行这些模式。

VTOL 在两种配置中均支持 外部 模式。

# 关键字

理解该表的关键如下所示：

符号 参数描述
M 通过遥控摇杆手动控制。 遥控输入直接发送到输出混控器。
S 自动驾驶仪协助稳定姿态。 遥控输入是必需的。 遥控摇杆的位置映射到机体的对应方向姿态角度。
Srate 自动驾驶辅助稳定姿态变化率。 遥控输入是必需的。 摇杆的位置与飞机在该方向上的角速度相对应。
S+ 在自动驾驶仪的辅助帮助下可以保持位置或高度来抗风。 遥控输入是必需的。
自动 该模式是自动控制的（默认情况下禁用遥控控制，除非更改模式）。
测量位置高度所需要的传感器，例如光流、GPS + 气压计、视觉惯性里程计(VIO)。
测量所需高度的传感器，例如气压计、测距仪。
飞行模式难度（简单/中等/困难）。

缩写：

  • RPY: 横滚、俯仰、偏航
  • RPT：横滚、俯仰、油门