PX4基础功能及配置

1. PX4基本介绍

简介：PX4是一款自动驾驶软件，可以驱动无人机或者无人车。它可以被烧写在某些硬件内，并与地面控制站一起组成一个完全独立的自动驾驶系统。

2. 连接飞控

p230不同于其他p系列无人机，由于自身不携带wifi数传，所以我们需要通过UDP的方式连接QGC。首先需要一个局域网，可以用路由器，主机和板载计算机需要都连接上局域网
查看板载计算机ip

我们需要一个局域网，P230和我们的笔记本需要在同一个局域网内。
nomachine远程连接板载计算机

点击New

在Protocol下选择NX，点击Continue。

在“Host”下填写板载计算机的ip地址，板载计算机地址参考步骤2，“Port”下默认4000。

在Proxy下默认是“Don’t use a proxy”，点击“Continue”。

在Save as下会生成默认的name，可以不做更改，点击“Done”。

按照上述步骤操作，会自动生成如下图所示用红框标起的链接，点击“Connect”。

在“Username”和“Password”下输入“amov”

Nomachine成功连接板载计算机后会显示如下界面
QGC远程连接到飞机

不同于P450的wifi数传，P230并不携带数传，我们需要通过UDP的方式连接到地面站。这里的IP地址是自己主机的IP地址，并且需要在一个区域网内。

然后修改p230_vio_onboard.launch文件中的内容：

在终端执行roslaunch p230_experimentp230_vio_onboard.launch,就可以连接到地面站。
```
roslaunch p230_experimentp230_vio_onboard.launch
```

3. 固件编写

选择烧写固件

操作界面选择在三个齿轮下，在“固件”界面下，用usb线连接电脑与飞控。会弹出如图所示的界面，右方点击“高级设置”，选择标准版。点击确定。如果有自己的固件，可以选择“自定义固件”，找到自己的固件相应路径，点击确定即可烧写。
烧写过程

固件正在刷写中，最后一行显示为固件的版本。
烧写完成

固件烧写成功后入下图所示，会有升级完成的提示

4. 传感器自检和校准

磁力计校准

按照地面站界面所显示的相应摆放飞机的姿态，然后在水平面内朝一个方向旋转，直至下一个方向。

校准完成后如下图所示
陀螺仪校准

陀螺仪校准只需要把飞机平放即可，校准完成后会边框会显示为绿色。
加速度计校准

加速度计校准为6面校准，只需要将飞机按照6个面分别摆放即可，没校准的边框为红色，正在校准中边框为黄色，校准完成边框为绿色。
水平面校准

水平面校准只需要将飞机放平即可，校准完成后会有“calibration done”的字样，意为校准完成。

5. 遥控器连接与校准

点击校准，然后将油门拨到最低，如下图所示
然后按照界面右方的操作指示拨动摇杆
当全部操作校准完成后，会显示如下界面，此时将油门拨到最低，然后点击下一步。
当连续点击两次下一步后，会有如下界面，就表示此时校准已经完成。

6. 电池校准

用BB响（低压报警器）测出飞机实际电压，如下图所示
在电源界面下，选择“电压分压器”，点击计算
如图所示，在测量电压下输入已经测得的实际电压，然后点击“Calculate”
等到“测量电压”与“飞机电压”数字接近时，表面电压校准已经完成，此时点击关闭即可。

7. 电调校准

在电源设置界面下，点击如箭头所指的“校准”。

注意！
校准前不允许给飞机上电，把桨叶拆卸下来

注意！
校准前不允许给飞机上电，把桨叶拆卸下来。
给飞机上电，飞机会自动进行电调校准，几秒钟后就会校准完成了。

8. 常用参数设置

在参数设置下面的搜索界面，搜索关键字即可调整参数。
常用参数：

aid_mask：位置估计来源选择

hgt_mode：高度估计来源选择

Mag_sides:传感器校准面数选择

Usb_chk：当用数据线调试飞机时，有时会显示“usb is not safe”，此时搜索“usb_chk”把数值调到197847最大值即可.

CBRK_I0_Safety：安全开关

当提示无法解锁飞机时，把CBRK_IO_SAFETY数值调到最大值22027，相当于禁用安全开关。

9. PID调参

PID调节图示

p为比例项、i为积分项、d为微分项。pid简单来说是一种传函，是在执行器机构传函确定好以后，期望值与观测值有误差，不符合期望值，所以使用pid作为一种调节手段使飞机的观测值达到期望值。pid调参可用如下一张图来解释说明。下图中的期望值为20纯比例P作用下在稳定后有静态误差，为了弥补静态误差，因此引入积分项I。PI作用下，虽然弥补了静态误差，但是因为引入了积分项，使得调节过程中峰值增加，调节周期增长，所以也有不足之处。PD作用下，加快了调节时间减小了调节幅度，但是当系统稳定时与输入有较大误差，D项作用过大的话会引起一定的震动。综合以上，PID作用下，调节的又快又好还没有误差，因此PID调节是理想的控制调节策略。
参数调节

在调节参数之前，应该了解px4的代码框架，了解位置控制与姿态控制的关系，内环与外环的关系。
姿态控制的角度环参数
姿态控制的角速度环参数
位置控制参数

10. 任务飞行

手动模式

ARCO：特技模式

遥控器输入被转换为横滚、俯仰和偏航速度，当摇杆回中时飞行器不会保持平衡，可以用于翻滚等特技飞行。
RATTITUDE：角速率模式

遥控器输入在极限区域被转换为横滚、俯仰的角度和偏航的速度，否则被转换为横滚、俯仰和偏航角度。
STABILIZED：稳定模式

遥控器输入被转换为横滚、俯仰的角度和偏航的速度，当摇杆回中后飞行器会保持平衡，之后会随风或其他因素漂移。

辅助模式

ALTITUDE CONTROL：高度模式横滚、俯仰和偏航的输入与手动模式一致；当摇杆在~50%油门左右，飞行器将保持当前高度；油门有一个很大的死区，超出后控制上升或下降速度。

参数：MPC_Z_VEL_MAX_UP：最大上升速度,默认3.0m/s；

MPZ_Z_VEL_MAX_DOWN：最大下降速度，默认1.0m/s；

RCX_DZ：X通道（油门通道，由RC_MAP_THROTTLE设定）的死区；

MPC_XXX：影响飞行表现的参数，例如MPC_THR_HOVER定义飞行器悬停的油门。
POSITION CONTROL：位置模式横滚控制左右移动速度、俯仰控制前后移动速度，当摇杆回中时飞行器会保持位置；偏航控制速度，与手动模式一致；油门控制上升或下降的速率，与ALTITUDE一致；

自动模式

HOLD：保持模式保持在当前位置和姿态（依赖GPS）。参数：MIS_LTRMIN_ALT：悬停最小高度（如果悬停高度低，飞行器会升高）。
RTL：返航模式返回HOME位置等待或降落（依赖GPS）。飞行器会首先上升到RTL_RETURN_ALT高度（默认60m，如果实际飞行高于此高度则保持），然后直线飞行HOME位置；到达HOME后，会快速降低到RTL_DESCEND_ALT高度（缓降或停止高度，默认30m），会悬停RTL_LAND_DELAY时间后降落（默认0s，设置为-1表示永远悬停）；参数：RTL_MIN_DIST：触发上升的最小距离，如果水平位置离HOME很近，飞行器将直接降落到HOME而非升高到返回高度。
TAKE OFF：起飞模式起飞并等待下一步指令（依赖GPS）。该模式为自动模式，遥控器失效（除非切换模式），启动前必须先解锁；飞行器上升到MIS_TAKEOFF_ALT高度（默认2.5m）后等待，上升速度为MPC_TKO_SPEED（默认1.5m/s）。
LAND：降落模式在当前位置降落。该模式为自动模式（遥控器失效）；飞行器在切换到该模式位置降落，下降速度为MPC_LAND_SPEED直至地面
MISSION：任务模式飞行器接受地面站的程序控制指令，如果未收到任务，在当前位置悬停（依赖GPS）。该模式为自动模式，遥控器失效，该模式工作前需解锁；任务通常在QGC创建，也可以通过开发者API，上传到飞控。如果任务已存储并且PX4在飞行，将从立即执行任务；如果任务已存储但PX4着陆，PX4将执行任务，如果任务没有TAKEOFF命令，PX4将在执行剩下任务前飞行至最小高度；如果任务未存储或PX4执行完所有任务命令，飞行状态飞行器会悬停，着陆状态飞行器会等待；可以在QGC手动修改当前任务；当飞行器锁定或新任务上传后，任务会重置；任务可以通过HOLD模式暂停，重新激活后会从继续执行当前任务；

飞行模式设置

可以在遥控器上设置通道，一般三挡开关对应飞行模式1、飞行模式4、飞行模式6。如图所示，此时通道5设置的三个模式分别为自稳模式、定点模式、降落模式。

如有需要板载计算机模式和返航模式，也可在开关设置下自行设置。如图所示，设置通道6为offboard模式，通道7为返航模式。

P系列无人机文档