PX4无人机控制

1、PX4安装

安装主要是配置环境，我是按照官网配置的：

PX4 自动驾驶用户指南

特别是对于英语不好的我来讲，配置了好几天也没有配置成功

找到了比较靠谱的参考文献：

Ubuntu18.04配置搭建基于Gazebo的虚拟仿真平台(Px4)

最终安装成功了，主要是网络访问的问题，建议在早上安装，不然会出现链接不上外网的问题

大部分时间是在配置环境，小部分时间是在下载东西。如果你的网络不太好，可以以下下载方法：

PX4运行文件（可以直接下载运行）

2、PX4运行

在完成了以上配置以后，为了确保下载成功，可以用以下代码检测：

进入PX4_Firmware目录

cd PX4_Firmware
make px4_sitl gazebo

可以发现有个小无人机就表示PX4安装成功了

3、PX4控制

在catkin_ws/src目录下载以下功能包

PX4无人机控制文件，offb_node.zip

然后执行以下代码：

在一个终端：

cd PX4_Firmware
make px4_sitl gazebo

另起一个终端，启动mavros

roslaunch mavros px4.launch fcu_url:="udp://:[email protected]:14557"

然后运行：

如果单点飞行：

cd catkin_ws
source ./devel/setup.bash
rosrun offb_node offb_node

如果多点飞行：

cd catkin_ws
source ./devel/setup.bash
rosrun offb_node_mul offb_node_mul

单点飞行代码：

#include 
#include   //发布的消息体对应的头文件，该消息体的类型为geometry_msgs：：PoseStamped
#include   //CommandBool服务的头文件，该服务的类型为mavros_msgs：：CommandBool
#include      //SetMode服务的头文件，该服务的类型为mavros_msgs：：SetMode
#include   //订阅的消息体的头文件，该消息体的类型为mavros_msgs：：State
 
//建立一个订阅消息体类型的变量，用于存储订阅的信息
mavros_msgs::State current_state;
 
//订阅时的回调函数，接受到该消息体的内容时执行里面的内容，这里面的内容就是赋值
void state_cb(const mavros_msgs::State::ConstPtr& msg){
    current_state = *msg;
}
 
 
 
int main(int argc, char **argv)
{
    ros::init(argc, argv, "offb_node"); //ros系统的初始化，最后一个参数为节点名称
    ros::NodeHandle nh;
 
    //订阅。<>里面为模板参数，传入的是订阅的消息体类型，（）里面传入三个参数，分别是该消息体的位置、缓存大小（通常为1000）、回调函数
    ros::Subscriber state_sub = nh.subscribe("mavros/state", 10, state_cb);
 
    //发布之前需要公告，并获取句柄，发布的消息体的类型为：geometry_msgs::PoseStamped
    ros::Publisher local_pos_pub = nh.advertise("mavros/setpoint_position/local", 10);
 
    //启动服务1，设置客户端（Client）名称为arming_client，客户端的类型为ros::ServiceClient，
    //启动服务用的函数为nh下的serviceClient<>()函数，<>里面是该服务的类型，（）里面是该服务的路径
    ros::ServiceClient arming_client = nh.serviceClient("mavros/cmd/arming");
 
    //启动服务2，设置客户端（Client）名称为set_mode_client，客户端的类型为ros::ServiceClient，
    //启动服务用的函数为nh下的serviceClient<>()函数，<>里面是该服务的类型，（）里面是该服务的路径
    ros::ServiceClient set_mode_client = nh.serviceClient("mavros/set_mode");
 
    //the setpoint publishing rate MUST be faster than 2Hz
    ros::Rate rate(20.0);
 
    // 等待飞控连接mavros，current_state是我们订阅的mavros的状态，连接成功在跳出循环
    while(ros::ok() && !current_state.connected){
        ros::spinOnce();
        rate.sleep();
    }
 
 
    //先实例化一个geometry_msgs::PoseStamped类型的对象，并对其赋值，最后将其发布出去
    geometry_msgs::PoseStamped pose;
    pose.pose.position.x = 0;
    pose.pose.position.y = 0;
    pose.pose.position.z = 2;
 
    //建立一个类型为SetMode的服务端offb_set_mode，并将其中的模式mode设为"OFFBOARD"，作用便是用于后面的
    //客户端与服务端之间的通信（服务）
    mavros_msgs::SetMode offb_set_mode;
    offb_set_mode.request.custom_mode = "OFFBOARD";
 
    //建立一个类型为CommandBool的服务端arm_cmd，并将其中的是否解锁设为"true"，作用便是用于后面的
    //客户端与服务端之间的通信（服务）
    mavros_msgs::CommandBool arm_cmd;
    arm_cmd.request.value = true;
 
    //更新时间
    ros::Time last_request = ros::Time::now();
 
    while(ros::ok())//进入大循环
    {
        //首先判断当前模式是否为offboard模式，如果不是，则客户端set_mode_client向服务端offb_set_mode发起请求call，
        //然后服务端回应response将模式返回，这就打开了offboard模式
        if( current_state.mode != "OFFBOARD" && (ros::Time::now() - last_request > ros::Duration(5.0)))
        {
            if( set_mode_client.call(offb_set_mode) && offb_set_mode.response.mode_sent)
            {
                ROS_INFO("Offboard enabled");//打开模式后打印信息
            }
            last_request = ros::Time::now();
        }
        else //else指已经为offboard模式，然后进去判断是否解锁，如果没有解锁，则客户端arming_client向服务端arm_cmd发起请求call
            //然后服务端回应response成功解锁，这就解锁了
        {
            if( !current_state.armed && (ros::Time::now() - last_request > ros::Duration(5.0)))
            {
                if( arming_client.call(arm_cmd) && arm_cmd.response.success)
                {
                    ROS_INFO("Vehicle armed");//解锁后打印信息
                }
                last_request = ros::Time::now();
            }
        }
 
        local_pos_pub.publish(pose); //发布位置信息，所以综上飞机只有先打开offboard模式然后解锁才能飞起来
 
        ros::spinOnce();
        rate.sleep();
    }
 
    return 0;
}

offboard顶点模式下的飞行是一阶的开环系统，只需要提供一个目标点，飞机就可以到达期望的位置，而不需要控制飞机的速度

而要实现多个顶点，就需要反馈无人机当前的位置，然后如果到达以后，再切换下一个目标点