欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页  >  科技

APM,PX4,GAZEBO,MAVLINK,MAVROS,ROS之间的关系以及科研设备选型

程序员文章站 2022-06-10 10:37:33
0.概述无人机自主飞行平台可以分为四个部分:动力平台,飞行控制器,机载电脑和模拟平台。动力平台:负责执行飞行任务,包括螺旋桨、电机、机架等,用于科研的一般都是F380和F450的机架。飞行控制器:无人机使用的控制器取决于采用的固件:apm和pixhawk。用来调整无人机在空间中的位姿,给各个螺旋桨发送指令。机载电脑:作为上位机,通过MAVROS或者mavlink协议跟飞控通讯。可以搭载更多的机载设备诸如相机,各类传感器,通过机载电脑感知周围环境,做出更多智能化的工作。常见的机载电脑有x86平台的u...

0.概述

无人机自主飞行平台可以分为四个部分:动力平台,飞行控制器,机载电脑和模拟平台。

  • 动力平台:负责执行飞行任务,包括螺旋桨、电机、机架等,用于科研的一般都是F380和F450的机架。
  • 飞行控制器:无人机使用的控制器取决于采用的固件:apm和pixhawk。用来调整无人机在空间中的位姿,给各个螺旋桨发送指令。
  • 机载电脑:作为上位机,通过MAVROS或者mavlink协议跟飞控通讯。可以搭载更多的机载设备诸如相机,各类传感器,通过机载电脑感知周围环境,做出更多智能化的工作。常见的机载电脑有x86平台的upboard,树莓派,英伟达的jetson。我们自己的实验平台机载电脑使用的是树莓派3b+,飞控是pixhawk,搭在了intel的realsense摄像头,深度摄像头,超声波和激光传感器。
  • 模拟平台:无人机作为航空设备,操作复杂,危险性高,就算是成熟的商业产品诸如大疆,也存在很多的炸鸡事故。所以,在进行实际飞行之前,一定要进行模拟操作,将程序修改好之后,才可以进行实机测试。

1.APM和PX4:飞行控制器和

APM和PX4是自动驾驶和无人机领域最出名的两个固件。而因为历史原因,国内在两个固件的叫法上一直巨大的混淆。
淘宝上比较常见的无人机飞控固件大体分为三类:APM,pixhawk2.4.8和pixhawk4。其中apm价格最便宜,px4价格最便宜。一般的无人机玩家,从预算考虑会购买apm,稍微预算充足的会购买pixhawk2.4.8的硬件。虽然从硬件配置和性能上,apm的硬件是远远不如pixhawk2.4.8的。
但是一般用户购买的pixhawk产品,商家会提供一些pix_3.*.*之类的固件,这些固件实际上是乐迪公司修改过的apm的固件,商家提供的地面站也是apm公司mp地面站,而且是版本较老,汉化不全地面站。
如果仅仅把无人机当做航拍设备,或者就是自己遥控玩一玩,这种刷着乐迪修改版固件的飞机是足够稳定的,还可以搭配乐迪自己的光流传感器和超声波避障模块,足够稳定,不管是室内还是室外。
但是,如果需要用机载电脑进行自主控制,这一套就玩不转。
如果需要使用px4的固件,则需要访问下面的地址,下载QGC地面站,刷pixhawk官方的固件。px4的固件最新的版本号也只有1.10.0。

APM网站:https://ardupilot.org/dev/index.html
PX4网站:https://docs.px4.io/master/en/index.html

2.地面站:MissionPlan(MP)和QGroundControl(QGC)

2.1 APM

MP是APM公司推出的地面站软件,用来进行apm飞控的固件刷写,更新和监控飞行器状态,定点飞行的规划。国内常见的是不知道哪个大佬汉化的版本,汉化不全,版本很老,刷的固件也是乐迪公司修改过的固件。最新版的MP地面站和固件,可以通过访问上面的网站获取。

2.2 PX4

QGroundControl(QGC)是px4官方出的地面站,用来进行px4固件的刷写,调参,监控飞行状态,定点飞行规划。一般国内玩家使用的较少,然而刷了PX4固件的机器,是没法跟APM地面站进行数据通信的,所以如果需要使用PX4的平台,就必须使用QGC,国内也有汉化版可以下载。

2.MAVLINK和MAVROS:通信协议

MAV协议是上位机和飞控通信的通信协议,MAVROS是基于ROS系统的MAV协议,可以和ROS系统相结合。

3.GAZEBO仿真软件

Gazebo是ROS系统自带的仿真平台,可以通过mavros通信协议,将飞控的操作数据反馈到仿真平台。进行无人机的仿真操作。

4.ROS:机器人操作系统

国际最通用的机器人操作系统,将不同硬件的操作进行封装,通过简单的话题发布和订阅,可以让算法开发者不必考虑不同的硬件平台,以及各种硬件之间的配合,仅需要用自己的熟悉的Python或者C++语言编写算法,ROS负责联通算法实施和硬件驱动和模拟仿真。

5.自主无人飞行平台选型

PX4官方出了整套解决方案px4-vision价格大概在16000元,国内有阿木实验室在做整机销售,树莓派版本也在12000多左右。我们自己做的性能相近或者超越的整机平台价格在6000以下。有需要的也可以联系我们。

本文地址:https://blog.csdn.net/fcts1230/article/details/107915898

相关标签: ROS 无人机