PX4 오토파일럿 사용자 설명서 (v1.14)

# 비행 작업

비행 작업은 비행 모드에서 정해진 이동 동작(예: 사람 추적, 비행 평활화)을 수행합니다.

# 개요

비행 작업은 기본 클래스 FlightTask (opens new window)에서 파생된 비행 작업 프레임워크의 클래스입니다. 목표는 각 작업이 특정 모드의 기체 동작을 구현하는 임의의 입력 데이터에서 콘트롤러에 대한 설정값을 생성하는 것입니다. 프로그래머는 일반적으로 기본 작업의 최소 구현을 호출하고 원하는 동작의 구현으로 확장하여 activate() 및 update() 가상 메서드를 재정의합니다. activate() 메서드는 작업 전환시에 호출되며, 상태를 초기화하고 이전 작업이 방금 적용한 전달된 설정점에서 부드럽게 인계되도록 합니다.

update()는 실행 중 모든 루프 반복에서 호출되며, 설정값을 생성하는 핵심 기능을 구현합니다.

규칙에 따라 작업은 작업 이름을 따서 명명된 PX4-Autopilot/src/modules/flight_mode_manager/tasks (opens new window)의 하위 폴더에 포함되며, 소스 파일에는 접두사 "FlightTask"로 이름이 지정됩니다.

PX4 개발자 회의의 비디오 개요는 [아래에서](#video) 제공합니다.

# 비행 작업 생성

아래 지침을 사용하여 MyTask라는 작업을 만들 수 있습니다.

  1. PX4-Autopilot/src/modules/flight_mode_manager/tasks (opens new window)에 새 비행 작업에 대한 디렉터리를 생성합니다. 규칙에 따라 디렉토리 이름은 작업 이름을 따서 지정되므로 /MyTask라고 합니다.

    mkdir PX4-Autopilot/src/lib/flight_tasks/tasks/MyTask

  2. "FlightTask" 접두사를 사용하여 MyTask 디렉토리에 새 비행 작업에 대한 빈 소스 코드 및 cmake 파일을 만듭니다.

    • CMakeLists.txt
    • FlightTaskMyTask.hpp
    • FlightTaskMyTask.cpp

  3. 새 작업을 위해 CMakeLists.txt 업데이트 합니다.

    • 다른 작업(예: Orbit/CMakeLists.txt (opens new window))을 위해 CMakeLists.txt의 내용을 복사합니다.
    • 현재 연도로 저작권을 업데이트 합니다.
      ############################################################################
#
#   Copyright (c) 2021 PX4 Development Team. All rights reserved.
#
    • 새 작업을 반영하도록 코드를 수정하십시오. 예: FlightTaskOrbit를 FlightTaskMyTask로 변경합니다. 코드는 아래와 같습니다.
      px4_add_library(FlightTaskMyTask
    FlightTaskMyTask.cpp
)

target_link_libraries(FlightTaskMyTask PUBLIC FlightTask)
target_include_directories(FlightTaskMyTask PUBLIC ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR})

  4. 헤더 파일 업데이트(이 경우 FlightTaskMyTask.hpp): 대부분의 작업은 가상 메서드 activate() 및 update()를 다시 구현하며, 이 예에서는 개인 변수도 있습니다.

    #pragma once

#include "FlightTask.hpp"

class FlightTaskMyTask : public FlightTask
{
public:
  FlightTaskMyTask() = default;
  virtual ~FlightTaskMyTask() = default;

  bool update();
  bool activate(vehicle_local_position_setpoint_s last_setpoint);

private:
  float _origin_z{0.f};
};

  5. cpp 파일을 적절하게 업데이트 합니다. 이 예는 단순히 작업 메서드가 호출되었음을 나타내는 FlightTaskMyTask.cpp의 간단한 구현을 제공합니다.

    #include "FlightTaskMyTask.hpp"

bool FlightTaskMyTask::activate(vehicle_local_position_setpoint_s last_setpoint)
{
  bool ret = FlightTask::activate(last_setpoint);
  PX4_INFO("FlightTaskMyTask activate was called! ret: %d", ret); // report if activation was successful
  return ret;
}

bool FlightTaskMyTask::update()
{
  PX4_INFO("FlightTaskMyTask update was called!"); // report update
  return true;
}

  6. PX4-Autopilot/src/modules/flight_mode_manager/CMakeLists.txt (opens new window)에 새 작업을 빌드할 작업 목록에 추가합니다.

    list(APPEND flight_tasks_to_add
   Orbit
   MyTask
)
)

  7. 작업이 호출되도록 비행 모드를 업데이트합니다. 일반적으로, 매개변수는 특정 비행 작업을 사용해야 하는 시기를 선택합니다.

    예를 들어, 멀티콥터 위치 모드에서 새로운 MyTask를 활성화하려면:

    • Update MPC_POS_MODE (multicopter_position_mode_params.c (opens new window)) to add an option for selecting "MyTask" if the parameter has a previously unused value like 5:
      ...
 * @value 0 Direct velocity
 * @value 3 Smoothed velocity
 * @value 4 Acceleration based
 * @group Multicopter Position Control
 */
PARAM_DEFINE_INT32(MPC_POS_MODE, 4);
    • _param_mpc_pos_mode에 올바른 값이 있을 때 작업을 활성화하려면 FlightModeManager.cpp (opens new window) 매개변수의 스위치에 새 옵션에 대한 사례를 추가하십시오.
      ...
// manual position control
...
switch (_param_mpc_pos_mode.get()) {
  ...
  case 3:
     error = switchTask(FlightTaskIndex::ManualPositionSmoothVel);
     break;
  case 5: // Add case for new task: MyTask
     error =  _flight_tasks.switchTask(FlightTaskIndex::MyTask);
     break;

    case 4: .... ...

# 신규 비행 작업 테스트

비행 작업을 테스트하려면, 작업이 활성화된 상태에서 기체를 실행하여야 합니다. For the example above, this means setting the parameter MPC_POS_MODE to 5, taking off, and switching the vehicle to Position mode.

Note

위에 정의된 작업은 시뮬레이터에서만 테스트하여야 합니다. 코드는 실제로 설정값을 생성하지 않으므로 기체는 비행하지 않습니다.

# 비디오

다음 비디오는 PX4의 비행 작업에 대한 개요를 제공합니다. 첫 번째는 PX4 v1.9의 비행 작업 프레임워크 상태를 다룹니다. 두 번째는 PX4 v1.11의 변경 사항을 다루는 업데이트입니다.

# PX4 Flight Task Architecture 개요(PX4 개발자 회의 2019)

PX4 v1.9의 비행 모드 작동 방식 설명(Dennis Mannhart, Matthias Grob).

@유투브 (opens new window)

# 센서에서 모터에 이르는 멀티콥터 제어 개요(PX4 가상 개발자 회의 2020)

@유투브 (opens new window)

The relevant section of this video is an update of flight tasks in PX4 v11.1 at (9min 20sec). 슬라이드는 이 PDF을 참고하십시오. (opens new window) - 슬라이드 9와 12가 관련이 있습니다.

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