# 自主避障

自主避障 使飞机沿预定路线前进时，能够自动绕开障碍物。

该功能需要运行计算机视觉软件的机载计算机。该软件对期望路线重新规划，在导航绕开障碍物，并选取最佳路径。

自主避障适用于自动化模式，目前仅支持多旋翼飞行器的任务Missions 和 Offboard 模式。

本文将阐述怎样在这两种模式中设置自主避障功能。

# 局限 / 能力

注解

避障可以使用 local planner 规划器以约 30Hz 的速度发出消息，并且以约 3m/s的速度移动）或全局规划器（以约 10Hz 和任务速度发出消息，自主避障速度约为 1-1.5 m/s）。

PX4 在 Offboard 模式中支持自主避障功能。

期望路径来自在配套计算机上运行的一个 ROS 节点。并传递给自主避障模块（另一个 ROS 节点）。避障软件将规划路径通过 SET_POSITION_TARGET_LOCAL_NED 消息流发送给飞行控制栈。

唯一的 PX4 侧配置需求是将 PX4 设置为 Offboard 模式。

机载计算机端的硬件设置和软硬件配置在 Github 代码仓库 PX4/avoidance (opens new window) 中已经提供。

PX4支持任务模式避障，需要使用一台独立的运行避障软件的机载计算机配合。

开启自主避障功能的任务模式的行为有些许不同。

激活避障之后的不同之处有：

飞机距离目标航点小于阈值半径，即判定为抵达，不考虑航向。
- 在普通任务模式下，飞机必须沿某一航向抵达目标航点（比如从上一航点沿直线靠近）。开启自主避障后该约束失效，因为避障算法完全控制了飞机的航向，并且飞机始终在当前视野中移动。
一旦判定为到达某航点（即距离航点小于阈值半径），PX4 就开始切换新的当前航点与下一个航点。
如果一个航点在某个障碍物之内，有可能无法抵达（任务将被阻塞）。
- 如果飞机在上一航点与当前航点连线上的投影经过了当前航点，阈值半径将被放大，当前航点将被标记为抵达。
- 如果载具只能进入x-y方向的阈值半径，高度方向的可接受阈值将被修改，然后任务将继续（即使无法进入高度的可接受半径）。
（由 QGroundControl 或 PX4 ）预设的任务模式速度将被忽略。速度将由避障软件决定：
- local planner 任务速度约 3m/s。
- global planner 任务速度约 1~1.5 m/s。

如果 PX4 停止接收设定点更新超过半秒钟，将切换到保持Hold 模式。

PX4 通过设置参数 COM_OBS_AVOID 为1 来使能自主避障功能。

注解

COM_OBS_AVOID 还使能了安全着陆，以及使用了 PX4 Path Planning Offboard Interface （轨迹接口）将外部路径规划服务与 PX4 集成的其他功能。

机载计算机侧的硬件设置和硬件/软件配置在 Github 仓库 PX4/avoidance (opens new window) 中已经提供。

任务中的自主避障可以使用 local planner 或者 global planner（建议使用 local planner / 更好的表现）。

PX4 使用 Path Planning Offboard Interface 集成机载计算机中的路径规划服务（包括任务中自主避障，安全着陆以及更多的服务）。

PX4 和机载设备之间的（消息发送）接口与任何其他路径规划服务完全一样。

测试过的机载计算机和相机列于 PX4/avoidance (opens new window) 中。