# 距离传感器(测距仪)

距离传感器提供的距离测量可用于地形跟随地形保持(即精确悬停拍摄)、改善着陆行为(距离辅助)、监管高度限制警告、碰撞预防等。

本节列出了PX4支持的距离传感器(链接到更详细的文档)、所有测距仪所需的通用配置测试模拟信息。 更详细的设置和配置信息在下方(和侧边栏)的主题链接中提供

Lidar Lite V3LightWare SF11/C LidarARK Flow

# 支持的测距仪

# ARK Flow

ARK Flow 是一个开源的飞行时间 (ToF) 和光流模块, 能够测量从 8cm 到 30m 的距离. 它可以通过CAN1接口连接至飞控,允许通过CAN2接口添加传感器。 它运行 PX4 固件,支持UAVCAN 固件更新,并被打包成一个小尺寸。

# Holybro ST VL53L1X 激光雷达

VL53L1X (opens new window)是最先进的飞行时间(ToF)激光测距传感器,增强了ST FlightSense™ 产品系列。 它是市场上速度最快的微型 ToF 传感器,精确测距可达 4 m,快速测距频率可达 50 Hz。

它带有一个 JST GHR 4 针连接器,与 Pixhawk 4Pixhawk 5X和其他遵循 Pixhawk 连接器标准 (opens new window) 的飞行控制器上的 I2C 端口兼容。

# 激光雷达精简版

激光雷达精简版 是一款紧凑、高性能的光学远距离测量测距仪。 它的传感器范围为 (5cm - 40m),可以连接到 PWM 或 I2C 端口。

# MaxBotix I2CXL-MaxSonar-EZ

MaxBotix I2CXL-MaxSonar-EZ (opens new window) 测距 有许多基于声纳的相对短程测距仪 ,适用于辅助起飞/着陆和避免碰撞。 这些可以使用 I2C 端口连接。

测距仪通过使用参数SENS_EN_MB12XX启用。

# Lightware LIDARs

Lightware SFxx Lidar 提供一个宽范围的轻量级激光高度计,适用于许多无人机应用。

PX4 支持: SF11/c 和 SF/LW20. PX4 也可用于一下停产的型号: SF02, SF10/a, SF10/b, SF10/c.

# TeraRanger 测距仪

TeraRanger 提供了一些基于红外光飞行时间(ToF)技术的轻量级距离测量传感器。 他们通常比声纳更快、范围更大、比基于激光的系统更小、更轻。

PX4 提供以下通过 I2C总线连接的型号:TeraRanger One, TeraRanger Evo 60m 和 TeraRanger Evo 600Hz。

# Ainstein US-D1 标准雷达高度计

Ainstein US-D1 标准雷达高度计 是紧凑型的微波测距仪,已经针对无人机做过优化. 它有大约50米的感测范围。 该产品的一个特别优势是它可以在所有天气条件下和所有地形类型(包括水)上有效运行。

# LeddarOne

LeddarOne 是一种小型激光雷达模块,具有窄而漫反射的光束,在一个坚固、可靠、经济高效的组件中提供出色的整体探测范围和性能。 它的遥感范围从1厘米到40米不等,需要与UART/串行总线连接。

# TFmini

Benewake TFmini Lidar 是一个的小巧、低成本、低功率的激光测距拥有 12m 的测量范围

# PSK-CM8JL65-CC5

Lanbao PSK-CM8JL65-CC5 ToF 红外距离测量传感器 非常小 (38 mm x 18mm x 7mm, <10g) IR distance sensor with a 0.17m-8m range and millimeter resolution. It must be connected to a UART/serial bus.

# Avionics Anonymous UAVCAN 激光高度计接口

Avionics Anonymous UAVCAN 激光高度计接口 允许几种常见的测距仪 (例如 Lightware SF11/c, SF30/D, 等) 连接到 UAVCAN 总线, 这是一个比 I2C 更强大的接口.

# 配置/设置

测距仪通常连接到串口(PWM)或者 I2C 接口(取决于设备驱动),并通过设置特定的参数在端口上启用。

*每个距离传感器特定的<0>硬件和软件设置将在各自的主题中介绍

下面给出了所有距离传感器的通用配置,包括物理设置和使用。

# 常规配置

通用测距仪配置使用特定的EKF2*RNG**参数。 这些包括(非详尽):

  • EKF2_RNG_POS_X, EKF2_RNG_POS_Y, EKF2_RNG_POS_Z - 测距仪在 X、Y、Z 方向上与车辆重心的偏移量。
  • EKF2_RNG_PITCH - 0 度值(默认值)对应于测距仪与车辆垂直轴精确对齐(即垂直向下),而 90 度表示测距仪指向前方。 如果使用非零间距,则使用简单的三角法计算到地面的距离。
  • EKF2_RNG_DELAY - 数据从传感器到达估计器的近似延迟。
  • EKF2_RNG_SFE - 测距仪范围相关的噪声定标器。
  • EKF2_RNG_NOISE - 测距仪融合的测量噪声

# 测试

测试测距仪最简单的方法是改变距离并与 PX4 检测到的值进行比较 以下部分显示了一些获取测量范围的方法。

QGroundControl MAVLink Inspector可让您查看从车辆发送的消息, 包括DISTANCE_SENSOR 来自测距仪的信息。 工具之间的主要区别在于分析工具可以在图表中绘制值。

注解

发送的消息取决于车辆配置。 DISTANCE_SENSOR只有在联网车辆安装了测距仪并发布传感器值时,您才会收到消息。

查看测距仪输出:

  1. 打开菜单Q > 选择工具 > 分析工具

    Menu for QGC Analyze Tool

  2. 选择消息DISTANCE_SENSOR,然后选中plot复选框current_distance。 工具将会绘制结果: QGC Analyze DISTANCE_SENSOR value

你也可以使用 QGroundControl MAVLink 控制台 来观察 distance_sensor uORB 主题:

listener distance_sensor 5

QGroundControl MAVLink 控制台 在连接到 Pixhawk 或者其他 Nuttx目标板时工作,无法在模拟器上使用。 在模拟器上可以直接在终端中运行命令。 :::

更多信息请看:开发> 调试/日志> 使用侦听器命令进行传感器/主题调试

# 仿真

激光测距和声纳测距仪可以在Gazebo Simulator上使用。 要做到这一点,你必须在启动模拟器时使用一个拥有测距仪的机体模型。

iris 光流模型包括激光雷达测距仪:

make px4_sitl gazebo_iris_opt_flow

typhoon_h480 包括一个声纳测距仪:

make px4_sitl gazebo_typhoon_h480

如果你需要使用一个不同的车辆,你可以在它的配置文件中包含此模型。 你可以看到如何在相应的 Iris 和 Typhoon 配置文件: