PX4 自动驾驶用户指南 (v1.13)

# Offboard 模式

飞机遵守 MAVLink 提供的位置，速度或姿态设定值。 设定值可以由机载计算机上运行的 MAVLink API（例如 MAVSDK (opens new window) 或 MAVROS (opens new window)）提供（通常通过串口或 wifi 连接）。

提示

Not all coordinate frames and field values allowed by MAVLink are supported for all setpoint messages and vehicles. Read the sections below carefully to ensure only supported values are used. Note also that setpoints must be streamed at > 2Hz before entering the mode and while the mode is operational. :::

注解

  • 此模式需要位置或位/姿信息 - 例如 GPS、光流、视觉惯性里程计、mocap 等。
  • 除了更改模式外， 禁止遥控器控制。
  • 使用此模式前必须先解锁。
  • The vehicle must be already be receiving a stream of target setpoints (>2Hz) before this mode can be engaged.
  • The vehicle will exit the mode if target setpoints are not received at a rate of > 2Hz.
  • Not all coordinate frames and field values allowed by MAVLink are supported. :::

# 描述

Offboard 模式主要用于控制飞机运动和姿态，目前仅支持 MAVLink 消息的一个有限子集（未来将支持更多）。

其他操作, 如起飞、降落、返航，最好使用适当的模式来处理。 像上传、下载任务这样的操作可以在任何模式下执行。

在进入该模式之前，无人机必须收到设定值数据流，并且保持在该模式下（如果消息速率降至 2Hz 以下，无人机将停止）。 为了在此模式下保持位置，必须向无人机提供一个包含当前位置设定值的数据流。

Offboard 模式需要主动连接到远程 MAVLink 系统 （例如机载计算机或 GCS）。 如果连接丢失，在超时 (COM_OF_LOSS_T) 后，无人机将尝试降落或执行其他故障失效保护操作。 该动作定义在参数 COM_OBL_ACT 和 COM_OBL_RC_ACT 中。

# 支持的消息

# 直升机/垂直起降

  • SET_POSITION_TARGET_LOCAL_NED (opens new window)

    • 支持以下输入组合：
      • 位置设置值 （仅 x，y，z）
      • 速度设定值（仅 vx，yy，vz）
      • 加速度设定值（仅 afx，afy，afz）
      • Position setpoint and velocity setpoint (the velocity setpoint is used as feedforward; it is added to the output of the position controller and the result is used as the input to the velocity controller).
      • Position setpoint and velocity setpoint and acceleration (the velocity and the acceleration setpoints are used as feedforwards; the velocity setpoint is added to the output of the position controller and the result is used as the input to the velocity controller; the acceleration setpoint is added to the output of the velocity controller and the result used to compute the thrust vector).

  • SET_POSITION_TARGET_GLOBAL_INT (opens new window)

    • 支持以下输入组合：

      • 位置设定值（仅lat_int，lon_int，alt）

      • 速度设定值（仅 vx，yy，vz）

      • Thrust setpoint (only afx, afy, afz)

        注解

Acceleration setpoint values are mapped to create a normalized thrust setpoint (i.e. acceleration setpoints are not "properly" supported).

* Position setpoint **and** velocity setpoint (the velocity setpoint is used as feedforward; it is added to the output of the position controller and the result is used as the input to the velocity controller).
  • SET_ATTITUDE_TARGET (opens new window)
    • 支持以下输入组合：
      • 带有推力设定值（SET_ATTITUDE_TARGET.thrust）的姿态和方向（SET_ATTITUDE_TARGET.q）。
      • 带有推力设定值（SET_ATTITUDE_TARGET.thrust）的机身速率（SET_ATTITUDE_TARGET .body_roll_rate ，.body_pitch_rate，.body_yaw_rate）。

# 固定翼

  • SET_POSITION_TARGET_LOCAL_NED (opens new window)

    • 支持以下输入组合（通过 type_mask）：
      • 位置设定值（仅x，y，z；速度和加速度设定值被忽略）。

        • Specify the type of the setpoint in type_mask (if these bits are not set the vehicle will fly in a flower-like pattern): :::note Some of the setpoint type values below are not part of the MAVLink standard for the type_mask field. :::

          值为：

          • 292：滑动设定值。 这会将 TECS 配置为空速优先于高度，以便在没有推力时使无人机滑行（即控制俯仰以调节空速）。 这相当于设置 type_mask 为 POSITION_TARGET_TYPEMASK_Z_IGNORE，POSITION_TARGET_TYPEMASK_VZ_IGNORE，POSITION_TARGET_TYPEMASK_AZ_IGNORE。
          • 4096：起飞设定值。
          • 8192：降落设定值。
          • 12288：悬停设定值（以设定值为中心绕圈飞行）。
          • 16384：空闲设定值（油门为0， 横滚 / 俯仰为0）。
    • PX4 支持坐标系指定 (coordinate_frame 字段): MAV_FRAME_LOCAL_NED (opens new window) 和 MAV_FRAME_BODY_NED (opens new window)。

  • SET_POSITION_TARGET_GLOBAL_INT (opens new window)

    • 支持以下输入组合（通过 type_mask）：
      • 位置设定值（仅lat_int，lon_int，alt）
        • Specify the type of the setpoint in type_mask (if these bits are not set the vehicle will fly in a flower-like pattern):

注解

The setpoint type values below are not part of the MAVLink standard for the type_mask field. :::

    值为：
    - 4096：起飞设定值。
    - 8192：降落设定值。
    - 12288：悬停设定值（以设定值为中心绕圈飞行）。
    - 16384：空闲设定值（油门为0， 横滚 / 俯仰为0）。

  • PX4 支持以下 coordinate_frame 值(仅限)： MAV_FRAME_GLOBAL (opens new window)。

  • SET_ATTITUDE_TARGET (opens new window)

    • 支持以下输入组合：
      • 带有推力设定值（SET_ATTITUDE_TARGET.thrust）的姿态和方向（SET_ATTITUDE_TARGET.q）。
      • 带有推力设定值（SET_ATTITUDE_TARGET.thrust）的机身速率（SET_ATTITUDE_TARGET .body_roll_rate ，.body_pitch_rate，.body_yaw_rate）。

# 无人车

注解

The setpoint type values below are not part of the MAVLink standard for the type_mask field. ::

    值为：
    - 12288：悬停设定值（无人机足够接近设定值时会停止）。
* Velocity setpoint (only `vx`, `vy`, `vz`)

  • SET_POSITION_TARGET_GLOBAL_INT (opens new window)

    • 支持以下输入组合(在 type_mask 中)：
      • 位置设定值（仅lat_int，lon_int，alt）
    • Specify the type of the setpoint in type_mask (not part of the MAVLink standard). 值为：
      • 下面的比特位没有置位，是正常表现。
      • 12288：悬停设定值（无人机足够接近设定值时会停止）。

  • SET_ATTITUDE_TARGET (opens new window)

    • 支持以下输入组合：
      • 带有推力设定值（SET_ATTITUDE_TARGET.thrust）的姿态和方向（SET_ATTITUDE_TARGET.q）。 :::note 实际仅使用/提取了偏航设置。

# Offboard参数

Offboard mode is affected by the following parameters:

参数 描述
COM_OF_LOSS_T 丢失 Offboard 连接时的等待超时时间（以秒为单位），然后将触发 offboard 丢失的失效保护措施 (COM_OBL_ACT 和 COM_OBL_RC_ACT)
COM_OBL_ACT Mode to switch to if offboard control is lost when not connected to RC (Values are - 0: Land, 1: Hold, 2: Return ).
COM_OBL_RC_ACT Mode to switch to if offboard control is lost while still connected to RC control (Values are - 0: Position, 1: Altitude, 2: Manual, 3: Return , 4: Land).
COM_RC_OVERRIDE 控制多旋翼（或者多旋翼模式下的 VOTL）的摇杆移动量来切换到 位置模式。 默认情况下未启用此功能。
COM_RC_STICK_OV 导致发射机切换到 位置模式 的摇杆移动量（如果 COM_RC_OVERRIDE 已启用）。

# 开发者资源

Typically developers do not directly work at the MAVLink layer, but instead use a robotics API like MAVSDK (opens new window) or ROS (opens new window) (these provide a developer friendly API, and take care of managing and maintaining connections, sending messages and monitoring responses - the minutiae of working with Offboard mode and MAVLink).

以下资源可能对开发者有用：

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