Z410-4B无人机使用教程目录

1.资料下载链接

  1. missionplanner下载链接

  2. ardupilot固件下载链接

  3. PC端安装Ubuntu系统

2.Z410机型介绍

  1. 硬件接线图

  2. 硬件设备及用途简介

3.如何快速进行第一次解锁

4.如何进行第一次试飞

5.使用这台无人机需要具备的一些基础知识

6. 以后扩展开发方向

1.资料下载链接

2. Z410机型介绍

  • Z410无人机是一款专为无人机二次开发入门设计的一款实验机型。

    基础版采用pixhawk2.4.8飞控和M8NGPS模块；

    单目版在基础板机型上安装了树莓派4B机载电脑，树莓派可通过Dronekit-python、ROS、Opencv编程实现对无人机的外部控制；

    视觉版在单目版基础上安装了intel T265双目相机，可实现在无GPS环境下的定位导航。

    树莓派系统基于ubuntu20.04打造，集成了多种功能模块：ROS、mavros、Dronekit-python、Opencv、Rpanion-server等。大家不用再花费时间安装编译这些功能包，参考例程可直接上手学习。

  • 2.1 硬件接线图

  • 2.2 硬件设备及用途简介

    飞控：pixhawk2.4.8-- 无人机正常飞行的必要硬件，控制无人机姿态；

    树莓派：raspberry pi 4B-- 运行外部控制程序及其他系统集成，给飞控发送外部控制命令，或则网络信号；（单目版和视觉版配置）

    电调：定制--接收飞控的输出信号，处理后驱动电机旋转；

    电机：T-motor2216--电机旋转带动桨叶，从而给无人机提供上升的动力；

    电池：3S 5200mah--无人机的动力来源；

    电流计：给飞控提供稳压电源；检测实时电压，当电池电压过低采取预设值的动作，自主降落或返航；

    UBEC：给树莓派提供稳定的电源；（单目版和视觉版配置）

    T265双目相机：用于视觉定位；（单目版和视觉版配置）

    单目摄像头：用于实时视频回传；（单目版和视觉版配置）

    接收机：与遥控器配套，接收遥控器的控制信号，从而控制无人机飞行；

3. 如何快速进行第一次解锁

  • 1.将无人机平放在地面上；

  • 2.电池插上BB响报警器，贴上魔术贴，绑扎在飞机底板上；

  • 3.打开遥控器，将油门摇杆拉倒最低，SWA~SWD开关均拨到1挡，解除遥控器报警；

  • 4.将无人机接上电池，等待飞控自检。自检时间大概30秒左右。此时飞控会闪黄灯，电机会发出“滴~滴~”声；

  • 5.长按安全开关，直到安全开关LED指示灯常亮。此时飞控LED会蓝灯闪烁，电机“滴~滴~”声停止；

  • 6.遥控器左边油门摇杆往右下角一直按住大概2秒左右，蜂蜜器会长鸣一声，表示飞控已解锁。此时飞控蓝灯长亮，电机会怠速旋转；

  • 7.推动油门超过50%，电机会加速；

  • 8.油门摇杆往左下角一直按住大概2秒左右，飞控会上锁。此时飞控蓝色指示灯闪烁；

    基本的解锁上锁操作完成。

    演示视频：

4. 如何进行第一次试飞

5. 使用这台无人机需要具备的一些基础知识：

6. 以后扩展开发方向

  • 1.可测试扩展思岚A1,A2激光雷达避障(简单避障，不建图)；

  • 2.可测试扩展4G/5G通讯，远距离图数传，从而实现4G/5G控制；

  • 3.可测试使用AprilTags进行的室内非GPS飞行（基于ROS）；

  • 4.可测试使用ROS，Realsense T265相机和AprilTag进行精确着陆；

  • 5.可测试使用Apriltags进行室内导航；

  • 6.可测试在RVIZ里面查看T265轨迹；

  • 7.可测试将整套系统可移植到无人车或则无人船上

  • 8.未完待续。。。。。。

    以上教程是Z410的一些基本操作。大家可以利用ubuntu系统与ROS系统的开源特性，在此基础上进行扩展，比如避障，跟踪，导航等方面。大家也可以加入到Z410技术讨论微信群，分享自己在开发方面的心得、方法、示例和对遇到的问题进行讨论。

2. 二次开发入门教程

  • Ardupilot开源无人机二次开发入门系列教程

    教程视频：https://mp.weixin.qq.com/mp/appmsgalbum?__biz=MzkyNzI1MDUyNw==&action=getalbum&album_id=2014808821755379715&scene=173&from_msgid=2247485616&from_itemidx=1&count=3&nolastread=1#wechat_redirect

  • Z410-4B单目版教程

    Z410单目版在基础版配置上，扩展了树莓派4B机载电脑。目前该系统集成了数据遥测转发，高清视频回传，ROS，mavros，Dronekit-python等。我们需要先配置好网络，通过PC远程连接到树莓派，进而实现对无人机的操作。

  • 树莓派能做什么，为什么要扩展树莓派？

    树莓派是一款基于ARM的微型电脑主板，英文名：Raspberry Pi。是一款入门及的机载电脑。它能够通过串口连接使用 MAVLink 协议与飞控进行通信。这可用于执行额外的任务，例如：通过python、ROS编程实现对无人机的飞行控制；通过安装单目相机实现图像识别，由于存储图像的内存要求，单靠飞控根本无法完成这些任务。

  • 如何对无人机的树莓派进行操作？

  • 2.1 建立网络连接：

  • 将电池插上BB响报警器，绑扎在底板上。无人机连接电池插口，即可启动。启动后先不要挪动无人机，等待飞控和树莓派启动系统，大概2分钟左右。系统启动后自动启动WIFI热点。

    WIFI****名称：ACopter

    密码：12345678

    将笔记本WIFI连接到树莓派热点。

    注意!

    WIFI信号范围最大30米左右。

  • 2.2 使用树莓派遥测转发功能，将无人机与地面站进行连接

  • 树莓派集成了飞控数据遥测转发的功能，相当于一个路由器。这样我们可以通过WIFI网络远程连接飞控和PC端地面站软件。

    演示视频：

    注意!

    如果不能通过UDP连接，请先关闭windows防火墙。

  • 2.3 使用树莓派的图传功能，可实时回传视频到地面站

  • 树莓派集成了高清图传回传功能，可以将USB摄像头拍摄的实时高清信号图像回传到PC端地面站软件、或则图像播放软件，如：VLC media player。

    下载链接：https://www.videolan.org/

  • MP地面站软件显示高清视频需要先安装GStreamer。

    下载链接及教程： https://pan.baidu.com/s/1AyvQNj2m4E4fMHS6JYnpJA

    提取码:f7c3

  • 安装好GStreamer以后，视频回传操作参考以下视频：

  • 2.4 PC访问树莓派的3种方式：

  • 方法1：windows系统下通过远程桌面访问树莓派：

    1.打开windows远程桌面；

    2.填入树莓派IP：10.42.0.10，点 连接；

    3.在终端输入用户名：ubuntu，密码：123456abc；

    4.确认后即可连接到树莓派桌面(注意：远程桌面连接占用带宽比较大，速度略有卡顿是正常的。

  • 参考视频：

    方法1优点：有桌面系统，直观可看。对初学者来说比较容易接受；

    方法1缺点：远程桌面会占用很多资源，导致卡顿；

  • 方法2：windows系统下通过PUTTY访问树莓派：

    1. 在PC端安装PuTTY，下载链接：https://the.earth.li/~sgtatham/putty/latest/w64/putty-64bit-0.75-installer.msi

    2. 启动PuTTY，填写树莓派IP：10.42.0.10，密码：123456abc

  • 参考视频：

    方法2优点：访问执行速度快，需要同时使用MP地面站和终端命令行比较方便；

    方法2缺点：命令行显示，对初学者来说不直观；需要远程调用ubuntu系统下的窗口不能用这个方法。

  • 方法3：ubuntu系统下远程访问树莓派：

    1.笔记本打开一个终端，使用下面的命令修改笔记本上的hosts文件：

    sudo vim /etc/hosts

    将树莓派4b的IP地址（10.42.0.10）加入到hosts文件中，并保存退出。

    参考视频：

    关于vim编辑器的使用，可以参考以下教程的部分内容：

    https://mp.weixin.qq.com/s/BEIZ9fa09WYrImbKcRT7NA

    方法3优点：执行速度快，ubuntu系统下可以做更多的开发

    方法3缺点：不能同时使用MP地面站

  • 2.5 树莓派的关机操作

    注意！

    树莓派是机载电脑，突然断电有可能造成系统损坏无法开机。建议大家使用以下2种方式进行正常的关机操作。

  • 方法1: 在命令行终端，输入关机命令

    sudo halt

  • 方法2：通过web管理界面关机

  • 参考视频：

    注意！

    树莓派关机以后，等待大概1分钟左右，树莓派电源指示灯熄灭，再断开无人机电池。

  • 2.6 使用Dronekit测试连接飞控并读取状态数据

  • Dronekit介绍：

    Dronekit也叫DroneKit-Python，是一个用于控制无人机的Python库。有了它你就可以在机载电脑上通过Python编程实现对无人机的控制。它可以显着增强自动驾驶性能，为飞行器增加更多智能，以及执行计算密集或时间敏感的任务（例如，计算机视觉，路径规划或3D建模）。除了DroneKit-Python以外，还有DroneKit-Android以及DroneKit-Cloud的API供不同的开发者使用。API通过MAVLink与飞控通信。它提供对连接飞控的遥测，状态和参数信息的编程访问，并实现任务管理和对飞行器运动和操作的直接控制。

    相比之下，Dronekit比搭建ros来控制无人机更容易上手一些。

    对于Dronekit，PX4(原生固件)被支持的较少，目前不可以进行模式切换。而对Ardupilot(APM固件)支持的比较多，可调用的函数也比较多。

    单目版机型我们已经在树莓派上安装好Dronekit，并且在根目录下有一个test文件夹，存放了几个演示示例，大家可以根据下面的教程操作。

  • 如果想了解树莓派与pixhawk飞控具体如何连接，以及如何安装dronekit的过程，可参考以下链接有详细介绍：

    第一节：https://mp.weixin.qq.com/s/lNzoFQqN9q4wPaaZBy5fYg

    第二节：https://mp.weixin.qq.com/s/QXWT8NOLXToO6n0zwFZoRA

  • 1.运行连接示例

    使用Dronekit代码读取飞控当前状态，测试树莓派与飞控之间通讯是否正常：

    1.无人机连接电池，笔记本开启一个终端窗口；

    2.通过ssh命令，连接无人机上的树莓派；

    3.将路径切换到test文件夹：

    cd test

    4.运行connect.py脚本：

    python2 connect.py

    成功运行后,会显示如下信息:

    说明树莓派通过Dronekit读取到了目前飞控的数据：系统警报、固件版本、姿态数据、电池电量、解锁状态、当前飞行模式等等。这样就成功运行了第一个DroneKit-Python脚本。

    注意！

    如若出现连接异常超时警报，请检查物理连接(usb转TTL模块)是否连接好；或则打开connect.py程序查看连接端口是否为ttyUSB0；无人机通电后如果长时间没有使用串口，串口有可能关闭，无人机重新启动，再执行以上程序。

  1. 如果想查看connect.py脚本，可通过vim编辑器查看，执行如下命令：

    sudo vim connect.py

    其中脚本注释如下：

  • 飞控软件版本

    print "Autopilot Firmware version:%s"% vehicle.version

  • 全球定位信息（经纬度，高度相对于平均海平面）

    print "Global Location:%s"% vehicle.location.global_frame

  • 全球定位信息（经纬度，高度相对于home点）

    print "Global Location (relative alttud):%s"%vehicle.location.global_relative_frame

  • 相对home点的位置信息（向北、向东、向下）；解锁之前返回None

    print "Local Location:%s"%vehicle.location.local_frame

  • 无人机朝向（欧拉角：roll，pitch，yaw，单位为rad，范围-π到+π）

    print "Attitude:%s"% vehicle.attitude

  • 三维速度（m/s）

    print "Velocity:%s"% vehicle.velocity

  • GPS信息

    print "GPS:%s"% vehicle.gps_0

  • 地速（m/s）

    print "Groundspeed:%s"% vehicle.groundspeed

  • 空速（m/s）

    print "Airspeed:%s"% vehicle.airspeed

  • 云台信息（得到的为当前目标的roll, pitch, yaw，而非测量值。单位为度）

    print "Gimbal status:%s"% vehicle.gimbal

  • 电池信息

    print "Battery:%s"% vehicle.battery

  • EKF（拓展卡曼滤波器）状态

    print "EKF OK?:%S"% vehicle.ekf_ok

  • 超声波或激光雷达传感器状态

    print "Rangefinder:%s"% vehicle.rangefinder

  • 无人机朝向（度）

    print "Heading:%s"% vehicle.heading

  • 是否可以解锁

    print "Is Armable?:%s"% vehicle.is_armable

  • 系统状态

    print "System status:%s"% vehicle.system_status.state

  • 当前飞行模式

    print "Mode:%s"% vehicle.mode.name

  • 解锁状态

    print "Armed:%s"% vehicle.armed

  • 2.7 启动SITL仿真环境并运行python示例

    在test文件夹下我们有几个演示脚本，如果单纯的运行脚本新手没有直观的感受。我们可以结合无人机仿真环境，来学习脚本具体的执行过程。

    前面笔记本上安装好ubuntu系统镜像，里面已经搭建好了Ardupilot开发环境。SITL仿真也就包含其中。

    需要注意：DroneKit-SITL目前仅为Mac，Linux和Windows提供x86二进制文件。不能在树莓派这样的ARM平台上运行它。

    我们执行的python脚本是在树莓派系统上，而 SITL仿真环境是搭建在笔记本系统上的。

  • 1.树莓派端，进入test目录

    cd test

  • 2.编辑example2.py

    sudo vim example2.py

    将其中连接端口改为connection_string = '10.42.0.10:14550' 为树莓派IP端口。

    脚本里面都配有详细注解，大家可根据注解来理解 dronekit的基本使用。

  • 3.笔记本端，首先要进入需要仿真的多旋翼无人机的目录下：

    cd ardupilot/Arducopter

    第一次运行，需要执行下面的命令对仿真环境进行初始化

    sim_vehicle.py -w

    或则是仿真参数被改的乱七八糟的时候，也可用这个命令恢复初始参数。

    启动完毕，使用 Ctrl+C 终止正在运行的sim_vehicle.py -w

  • 4.接下来就可以启动模拟器了：

    sim_vehicle.py --console --map

    正常启动后，就会看到三个窗口：Terminal, Console, Map，这样最基本的软件在环仿真程序就运行起来了。

  • 5.启动后通过output命令列出MAVProxy转发数据的接口，如下所示：

  • 6.使用output add命令增加树莓派IP接口：

    output add 10.42.0.10:14550

    与example2.py代码中端口地址一致。

  • 7.树莓派端执行：

    运行example2.py代码

    python2 example2.py

    参考视频：

  • 8.我们还可以将航点文件导入SITL进行演示，具体参考如下视频

  • 2.8 SITL仿真结合MP地面站运行python示例

    首先，将树莓派无人机接上电池，确保 ubuntu电脑，MP地面站电脑都连接到树莓派WIFI热点。

  • MP地面站电脑：

    要在MP上显示仿真，遥测连接务必断开。因为遥测连接的是实际的飞控，做仿真需要连接仿真数据。

    ubuntu笔记本端：

    启动SITL仿真

    cd ~/ardupilot/Arducopter
sim_vehicle.py --console --map

    使用output add命令，增加树莓派的IP：

    output add 10.42.0.10:14550

    再使用output add命令，增加MP地面站的IP，MP地面站IP地址在遥测页面查看：

    output add 10.42.0.170:14551

  • 树莓派端：

    运行示例代码：

    cd test
python2 example2.py

    以下视频演示SITL仿真如何结合MP地面站运行

    SITL与MP地面站结合运行，那么我们可以直接在MP地面站的全部参数列表里，查找需要修改的参数进行修改。

    有关SITL仿真的详细介绍，可查看以下链接：

    https://ardupilot.org/dev/docs/using-sitl-for-ardupilot-testing.html

  • 2.9 使用Python脚本控制无人机飞行

    根据dronekit的官方示例，我们编写了几个简单的程序控制无人机飞行。

    编写完以后先在SITL仿真环境下运行看看是否和预想的一致。没有问题后，再连接无人机实地飞行。

    example5.py控制无人机起飞到3米高度，然后悬停5秒，再自动降落；

    大家可根据我们提供的示例，结合自己的实际情况，编写控制程序。

  • Dronekit室外控制无人机起飞降落演示：

    example4.py在室外空旷处，此脚本控制无人机起飞到3米高度，然后飞出一个2米*2米的正方形，再自动降落。

    Dronekit室外控制无人机飞出一个正方形演示：

    还有值得注意的是，python脚本中设置属性：

    少数的属性变量可以被设置，通过设置这些属性变量，可以控制无人机的运行状态。可设置的属性变量如下：

    vehicle.home_location
vehicle.gimbal
vehicle.airspeed
vehicle.groundspeed
vehicle.mode
vehicle.armed
vehicle.disarmed

  • 设置示例：

    1.锁定无人机：

    vehicle.disarmed = False

    2.切换到GUIDED模式：

    vehicle.mode = VehicleMode("GUIDED")

    3.设置航点模式下，无人机飞行的地速为3.2m/s（注意：读、写groundspeed的意义不同）

    print "Param:%s"% vehicle.parameters['THR_MIN']
vehicle.groundspeed = 3.2

  • 读取参数

    参数以字典（dictionary）的形式，存储在vehicle.parameters变量中。具体参数的名称即为相应的键值（key）。

    例如，在屏幕上显示THR_MIN参数（THR_MIN代表油门处于最低时的电机怠速，以PWM值表示）：

    print "Param:%s"% vehicle.parameters['THR_MIN']

  • 显示全部参数：

    print "\nPrint all parameters (iterate`vehicle.parameters`):"
for key, value in vehicle.parameters.iteritems():
point " Key:%s Value:%s"%(key,value)

  • 设置参数

    使用读取参数类似的方法，即可设置参数：

    vehicle.parameters['THR_MIN']=100

    以上只是截取了部分使用较多的知识点进行介绍，完整的教程可以到官网查看。

  • 关于dronekit的一些参考资料：

    有关项目文档，请访问https://readthedocs.org/projects/dronekit-python/ 。这包括指南，示例和API参考资料。

    示例源代码托管在Github上，作为/ dronekit-python / examples 的子文件夹。

    DroneKit论坛 是寻求有关如何使用该库的技术支持的最佳场所。 也可以查看Gitter channel 。

    说明文件：https://dronekit-python.readthedocs.io/en/latest/about/index.html

    指南：https://dronekit-python.readthedocs.io/en/latest/guide/index.html

    API参考：https://dronekit-python.readthedocs.io/en/latest/automodule.html

    例子：/dronekit-python/examples

    论坛：https://github.com/dronekit/dronekit-python/issues

    Gitter: https://gitter.im/dronekit/dronekit-python

  • Z410树莓派无人机机器视觉入门系列教程

    https://mp.weixin.qq.com/s/g3utWpZIenJYKK7lpG5xKQ

3. Z410-4B-T265视觉版教程

  • 为什么要使用双目相机？

    我们在室外飞行的时候，无人机定位是依靠GPS全球定位系统。GPS导航现已十分普及，但GPS的精度目前限制在大约10米。另外，更新速率比较慢，大约是10Hz，并且只能支持户外，因为它们需要接收来自GPS卫星的电子三角测量信号，同时山脉和建筑物的反射会造成多径干扰。所以在高大建筑周边，建筑物室内和隧道等地方就没有GPS信号，我们就需要使用其他方法进行定位导航。

    视觉版机型在单目版基础上增加了intel T265双目相机，可以通过v-slam(视觉惯性测距即时定位与地图构建)技术，让无人机进行室内定位导航。英特尔实感追踪摄像头T265是一个完整的嵌入式SLAM解决方案。它根据VIO（视觉惯性里程计）并利用最新的算法来输出6自由度追踪**。**通过对6自由度姿态数据（位置和方向）的处理，发送给无人机定位。

    双目定位后，如果室内空间足够，就可以进行悬停飞行，一键返航，航点飞行等。从而为以后室内测试更复杂的避障，导航规划等项目奠定基础。

  • 3.1 一些常用的T265命令

    在安装有ubuntu系统的PC端，输入以下命令来实时查看T265视频：

    演示视频：

    realsense-viewer: RealSense Viewer 是旗舰工具，通过简单的跨平台 UI 提供对大多数相机功能的访问。 注意：由于树莓派WIFI带宽有限，通过ssh访问树莓派开启realsense-viewer是有卡顿的。如果要观察T265视频画面，建议使用rs-capture命令。

    https://github.com/IntelRealSense/librealsense/tree/master/tools/realsense-viewer

    rs-capture：将深度和 RGB 数据流式传输和渲染到屏幕

    https://dev.intelrealsense.com/docs/rs-capture

    rs-pose: 应用程序将打开一个窗口，在该窗口中打印设备位置相对于初始位置的当前 x、y、z 值。

    https://dev.intelrealsense.com/docs/rs-pose

    rs-pose-predict: 应用程序应打开一个窗口，在该窗口中打印设备位置相对于其初始位置的预测 x、y、z 值。

    https://dev.intelrealsense.com/docs/rs-pose-predict

    rs-enumerate-devices：T265在出厂前就对相机进行了标定，每个相机内部都带有相机的内参和外参。在终端中输入此命令，即可读取到T265的配置信息

    rs-enumerate-devices -c：如果需要读取到相机内参和外参，以及IMU的参数则可以使用此命令（添加-c参数）

  • 3.2 启用T265定位的飞控参数设置

    默认情况下，无人机发货前设置pixhawk飞控使用GPS在室外定位导航。如果要使用T265双目相机进行室内定位，飞控参数需要进行如下设置：

    把飞控连接地面站，点击 配置/调试 菜单---全部参数列表:

    先检查以下参数：

    AHRS_EKF_TYPE = 3 (EKF类型=EKF3)

    EK3_ENABLE = 1 (EKF3启用)

    EK2_ENABLE = 0 (EKF2停用)

    将第一组定位源参数按照以下设置

    EK3_SRC1_POSXY = 6 (水平位置使用外部导航)

    EK3_SRC1_POSZ = 1 (垂直位置使用气压计定高)

    EK3_SRC1_VELXY = 6 (水平速度使用外部导航)

    EK3_SRC1_VELZ = 6 (垂直速度使用外部导航)

    EK3_SRC1_YAW = 1 (偏航使用外置罗盘)

    COMPASS_USE = 1 (使用外置罗盘)

    GPS_TYPE = 0 (禁用GPS)

    VISO_TYPE = 2 (IntelT265)

    禁用所有速度融合

    EK3_SRC_OPTIONS = 0

    RTL_ALT=0****室内测试请将返航高度设置为0，让飞行器一当前高度返航。默认是1.5米。

    (以下是飞控默认数据，要使用GPS定位改回来就可以了。)

    以下是第一组定位源设置，默认情况下不变，使用GPS定位

    EK3_SRC1_POSXY = 3（主要水平位置使用GPS）

    EK3_SRC1_POSZ = 1（主要垂直位置使用气压计）

    EK3_SRC1_VELXY = 3（主要水平速度使用GPS）

    EK3_SRC1_VELZ = 3（主要垂直速度使用GPS）

    EK3_SRC1_YAW = 1（主要偏航/指南针航向）

    GPS_TYPE = 1 (GPS类型 自动)

    VISO_TYPE = 0

    本机搭载Intel T265双目相机，在室内没有GPS信号的情况下，代替GPS导航定位。双目定位后，如果室内空间足够，就可以进行悬停飞行，一键返航，失控返航，航点飞行。从而为以后室内测试更复杂的避障，导航规划等项目奠定基础。

  • 3.3 使用T265定位导航的2种方法

  • 3.3.1 使用pyrealsense2启动双目相机

    使用pyrealsense2定位原理：将从Realsense T265获得的6自由度姿态数据（位置和方向）和置信度数据交由python脚本处理(该脚本位于vision_to_mavros/scripts/t265_to_mavlink.py)，处理后的结果通过MAVLink发送到ArduPilot无人机，从而实现定位。

    该脚本将执行以下任务：

    a.使用pyrealsense2的相关API获取6自由度姿势数据并跟踪置信度数据，pyrealesense2是librealsense的Python包装器；

    b.执行必要的矩阵变换，以匹配Realsense T265和NED的框架以及其他处理步骤；

    c.将姿态数据打包到MAVLink消息VISION_POSITION_ESTIMATE中，并将置信度数据打包到虚拟消息中，然后将它们以预定频率发送到ArduPilot，以免输入数据淹没飞控；

    d.自动设置EKF home点，让设置和飞行都更为简单；

    飞行器机载电脑已经安装好librealsense和pyrealsense2，根据以下步骤即可启动T265

    1.无人机接上电池，打开missionplanner地面站，使用数传连接地面站和飞控；

    2.使用ssh远程连接树莓派，操作和之前一样；

    3.打开终端，切换路径到脚本所在目录：

    cd ~/vision_to_mavros/catkin_ws/src/vision_to_mavros/scripts

    4.执行下面脚本：

    python3 t265_to_mavlink.py

    5.地面站软件，快捷键_CTR+F_，点击_Mavlink Inspector_，能看到数据已经上传到飞控了。

    同时usb转ttl模块上的rx和tx指示灯会快速闪烁，表示有数据传输；

    脚本正常个运行后，并且FCU开始接收VISION_POSITION_ESTIMATE消息，就看到地面站会消息框会显示“ GPS Glitch**”和“ GPS Glitch cleared”****，确认系统已识别了外部本地化数据。**

    6.使用Mission Planner: 右键单击地图上的任意点> Set Home Here > Set EKF Origin Here.

    稍等片刻直到四轴飞行器图标出现在Mission Planner的地图上；

    7.拿起无人机并四处走动，检查地图上是否显示了无人机的位置运动。 地图上显示的无人机的轨迹应该反映真实的运动，而不会产生过多的失真或超调。 以下是在2m x 2m的正方形中行走的示例。

    8.如果外部定位导航数据由于任何原因丢失（跟踪丢失，脚本中断等）,重新运行脚本也不会成功定位，需要重新启动无人机(重新上电)并执行之前的操作。

    9.飞行测试：(请有无人机操作经验的人操作)

    a.在自稳或则定高模式下解锁起飞，检查无人机飞行是否平稳；

    b.使用遥控器操作无人机四处移动，并观察Mission Planner上的位置是否稳定；

    c.以上没有问题，保持无人机在0.8~1米左右高度，油门50%左右**，切换到Loiter模式，但是如果出现任何问题，请随时准备切换回Stabilize (自稳)/ Alt-Hold(定高)；**

    d.正常情况下，无人机应该稳定悬停在空中；

    e.遥控器操作无人机四处缓慢缓慢移动，查看无人机稳定状态。测试时注意始终准备切换回“稳定/保持”状态；

    f.如果一切正常，下次就可以在Loiter模式下解锁和起飞。

    注意！

    请确保双目相机水平向前安装，测试环境光照充足，双目前方特征明显的视觉范围测试。

    10.数据查看：

    a. 视觉测距信息将出现在VISO 数据闪存日志消息中。

    b. EKF的视觉测距信息将显示在XKFD消息中。

    11.参考视频：

  • 3.3.2 ROS系统下启用T265

    这是第二种使用双目相机定位的方法。

    ROS下 双目相机T265的定位原理：从realsense-ros节点获得的位置数据由vision_to_mavros节点处理，并通过主题/ mavros / vision_pose / pose发送到mavros节点。 mavros将负责ENU-NED帧转换，并通过MAVLink将其发送到ArduPilot无人机，从而实现室内定位。

    **本机已经安装好 librealsense、realsense-ros、mavros、vision_to_mavros 等必要的组件，根据以下教程即可启动 T265 定位。

  • 1.主从机设置完成

  • 2.无人机接上电池，打开 missionplanner地面站，使用数传连接地面站和飞控；

  • 3.使用ssh远程连接树莓派；

  • 4.开启一个终端，运行 realsense-ros节点

    roslaunch realsense2_camera rs_t265.launch

    /camera/odom/sample/ 和 /tf主题将以200Hz频率发布。

  • 5.开启另一个终端，运行 mavros节点

    roslaunch mavros apm.launch

    rostopic echo /mavros/vision_pose/pose未发布。

  • 6.开启第三个终端，运行 vision_to_mavros节点

    roslaunch vision_to_mavros t265_tf_to_mavros.launch

    rostopic echo /mavros/vision_pose/pose现在应该显示来自T265的姿态数据。

    rostopic hz /mavros/vision_pose/pose应该显示该主题以30Hz的频率发布。

    以上3个节点运行成功，并且FCU开始接收VISION_POSITION_ESTIMATE消息，就看到地面站会消息框会显示“ GPS Glitch”和“ GPS Glitch cleared”，确认系统已识别了外部本地化数据。

  • 7.设置 EKF HOME 点

    a. 使用Mission Planner: 右键单击地图上的任意点> Set Home Here > Set EKF Origin Here.

    b. 使用脚本设置EKF HOME点，开启第四个终端，运行：

    rosrun vision_ to_mavros set_origin.py

  • 8.打开地面站软件，快捷键CTR+F，点击Mavlink Inspector，能看到数据已经上传到飞控了。室内定位运行成功，切换到loiter悬停模式，指示灯是蓝色，表示可以解锁；如果切换到loiter变成黄灯，表示室内定位运行失败，请重新检查再启动。

    同时usb转ttl模块上的rx和tx指示灯会快速闪烁，表示有数据传输；

  • 9.稍等片刻直到四轴飞行器图标出现在 Mission Planner 的地图上；

  • 10.拿起无人机并四处走动，检查地图上是否显示了无人机的位置运动。 地图上显示的无人机的轨迹应该反映真实的运动，而不会产生过多的失真或超调。 以下是在2m * 2m的正方形中行走的示例

  • 11.飞行测试：(请有无人机操作经验的人操作)

    a.在自稳或则定高模式下解锁起飞，检查无人机飞行是否平稳；

    b.使用遥控器操作无人机四处移动，并观察Mission Planner和rviz上的位置，以查看跟踪是否稳定；

    c.以上没有问题，保持无人机在0.8~1米左右高度，油门50%左右，切换到Loiter，但是如果出现任何问题，请随时准备切换回Stabilize / Alt-Hold。

    d.正常情况下，无人机应稳定悬停并能够保持其位置。 使用遥控器缓慢移动无人机2-3米，验证比例（便于在rviz上查看）

    e.如果一切正常，下次就可以在Loiter模式下解锁和起飞。

    注意：在切换到 Loiter 模式之前，请始终确认位置反馈运行正常。 注意环境中的工作边界，即由于缺少功能，请勿快速移动或旋转运动，可能丢失跟踪定位。

    f.如果外部定位导航数据由于任何原因丢失（跟踪丢失，脚本中断等），重新运行脚本也不会成功定位，需要重新启动无人机(重新上电)并执行之前的操作。

  • 12.数据查看：

    视觉测距信息将出现在VISO 数据闪存日志消息中。

  • 演示视频：

  • 13.成功运行以上节点，下次可以只需要开启一个终端，使用下面这个命令一次启动所有节点：

    roslaunch vision_to_mavros t265_all_nodes.launch

    此命令一次执行3个launch：

    rs_t265.launch

    apm.launch

    t265_tf_to_mavros.launch

    这样可避免开启多个终端，简化操作，方便飞行。

    再使用脚本设置EKF HOME点：

    rosrun vision_to_mavros set_origin.py