Автономный полет (OFFBOARD) === > **Note** Документация для версий [образа](image.md), начиная с **0.15**. Для более ранних версий см. [документацию для версии **0.14**](https://github.com/CopterExpress/clever/blob/v0.14/docs/ru/simple_offboard.md). > **Hint** Для автономных полетов рекомендуется использование [специальной сборки PX4 для Клевера](firmware.md#прошивка-для-клевера). Модуль `simple_offboard` пакета `clever` предназначен для упрощенного программирования автономного полета дрона ([режим](modes.md) `OFFBOARD`). Он позволяет устанавливать желаемые полетные задачи и автоматически трансформирует [систему координат](frames.md). `simple_offboard` является высокоуровневым способом взаимодействия с полетным контроллером. Для более низкоуровневой работы см. [mavros](mavros.md). Основные сервисы – [`get_telemetry`](#gettelemetry) (получение телеметрии), [`navigate`](#navigate) (полет в заданную точку по прямой), [`navigate_global`](#navigateglobal) (полет в глобальную точку по прямой), [`land`](#land) (переход в режим посадки). Использование из языка Python --- Для использования сервисов, необходимо создать объекты-прокси к ним. Используйте этот шаблон для вашей программы: ```python import rospy from clever import srv from std_srvs.srv import Trigger rospy.init_node('flight') get_telemetry = rospy.ServiceProxy('get_telemetry', srv.GetTelemetry) navigate = rospy.ServiceProxy('navigate', srv.Navigate) navigate_global = rospy.ServiceProxy('navigate_global', srv.NavigateGlobal) set_position = rospy.ServiceProxy('set_position', srv.SetPosition) set_velocity = rospy.ServiceProxy('set_velocity', srv.SetVelocity) set_attitude = rospy.ServiceProxy('set_attitude', srv.SetAttitude) set_rates = rospy.ServiceProxy('set_rates', srv.SetRates) land = rospy.ServiceProxy('land', Trigger) ``` Неиспользуемые функции-прокси можно удалить из кода. Описание API --- > **Note** Незаполненные числовые параметры устанавливаются в значение 0. ### get_telemetry Получить полную телеметрию коптера. Параметры: * `frame_id` – [система координат](frames.md) для значений `x`, `y`, `z`, `vx`, `vy`, `vz`. Пример: `map`, `body`, `aruco_map`. Значение по умолчанию: `map`. Формат ответа: * `frame_id` – система координат; * `connected` – есть ли подключение к FCU; * `armed` – состояние `armed` винтов (винты включены, если true); * `mode` – текущий [полетный режим](modes.md); * `x, y, z` – локальная позиция коптера *(м)*; * `lat, lon` – широта, долгота *(градусы)*, необходимо наличие [GPS](gps.md); * `alt` – высота в глобальной системе координат (стандарт [WGS-84](https://ru.wikipedia.org/wiki/WGS_84), не AMSL!), необходимо наличие [GPS](gps.md); * `vx, vy, vz` – скорость коптера *(м/с)*; * `pitch` – угол по тангажу *(радианы)*; * `roll` – угол по крену *(радианы)*; * `yaw` – угол по рысканью *(радианы)*; * `pitch_rate` – угловая скорость по тангажу *(рад/с)*; * `roll_rate` – угловая скорость по крену *(рад/с)*; * `yaw_rate` – угловая скорость по рысканью *(рад/с)*; * `voltage` – общее напряжение аккумулятора *(В)*; * `cell_voltage` – напряжение аккумулятора на ячейку *(В)*. > **Note** Недоступные по каким-то причинам поля будут содержать в себе значения `NaN`. Вывод координат `x`, `y` и `z` коптера в локальной системе координат: ```python telemetry = get_telemetry() print telemetry.x, telemetry.y, telemetry.z ``` Вывод высоты коптера относительно [карты ArUco-меток](aruco.md): ```python telemetry = get_telemetry(frame_id='aruco_map') print telemetry.z ``` Проверка доступности глобальной позиции: ```python import math if not math.isnan(get_telemetry().lat): print 'Global position is available' else: print 'No global position' ``` Вывод текущей телеметрии (командная строка): ```bash rosservice call /get_telemetry "{frame_id: ''}" ``` ### navigate Прилететь в обозначенную точку по прямой. Параметры: * `x`, `y`, `z` – координаты *(м)*; * `yaw` – угол по рысканью *(радианы)*; * `yaw_rate` – угловая скорость по рысканью (применяется при установке yaw в `NaN`) *(рад/с)*; * `speed` – скорость полета (скорость движения setpoint) *(м/с)*; * `auto_arm` – перевести коптер в `OFFBOARD` и заармить автоматически (**коптер взлетит**); * `frame_id` – [система координат](frames.md), в которой заданы `x`, `y`, `z` и `yaw` (по умолчанию: `map`). > **Note** Для полета без изменения угла по рысканью достаточно установить `yaw` в `NaN` (значение угловой скорости по-умолчанию – 0). Взлет на высоту 1.5 м со скоростью взлета 0.5 м/с: ```python navigate(x=0, y=0, z=1.5, speed=0.5, frame_id='body', auto_arm=True) ``` Полет по прямой в точку 5:0 (высота 2) в локальной системе координат со скоростью 0.8 м/с (рысканье установится в 0): ```python navigate(x=5, y=0, z=3, speed=0.8) ``` Полет в точку 5:0 без изменения угла по рысканью (`yaw` = `NaN`, `yaw_rate` = 0): ```python navigate(x=5, y=0, z=3, speed=0.8, yaw=float('nan')) ``` Полет вправо относительно коптера на 3 м: ```python navigate(x=0, y=-3, z=0, speed=1, frame_id='body') ``` Полет влево на 2 м относительно последней целевой точки полета дрона: ```python navigate(x=0, y=2, z=0, speed=1, frame_id='navigate_target') ``` Повернуться на 90 градусов против часовой: ```python navigate(yaw=math.radians(-90), frame_id='body') ``` Полет в точку 3:2 (высота 2) в системе координат [маркерного поля](aruco.md) со скоростью 1 м/с: ```python navigate(x=3, y=2, z=2, speed=1, frame_id='aruco_map') ``` Вращение на месте со скоростью 0.5 рад/c (против часовой): ```python navigate(x=0, y=0, z=0, yaw=float('nan'), yaw_rate=0.5, frame_id='body') ``` Полет вперед 3 метра со скоростью 0.5 м/с, вращаясь по рысканью со скоростью 0.2 рад/с: ```python navigate(x=3, y=0, z=0, speed=0.5, yaw=float('nan'), yaw_rate=0.2, frame_id='body') ``` Взлет на высоту 2 м (командная строка): ```bash rosservice call /navigate "{x: 0.0, y: 0.0, z: 2, yaw: 0.0, yaw_rate: 0.0, speed: 0.5, frame_id: 'body', auto_arm: true}" ``` > **Note** При программировании миссии дрона в терминах "вперед-назад-влево-вправо" рекомендуется использовать систему координат `navigate_target` вместо `body`, чтобы не учитывать неточность прилета дрона в предыдущую целевую точку при вычислении следующей. ### navigate_global Полет по прямой в точку в глобальной системе координат (широта/долгота). Параметры: * `lat`, `lon` – широта и долгота *(градусы)*; * `z` – высота *(м)*; * `yaw` – угол по рысканью *(радианы)*; * `yaw_rate` – угловая скорость по рысканью (при установке yaw в `NaN`) *(рад/с)*; * `speed` – скорость полета (скорость движения setpoint) *(м/с)*; * `auto_arm` – перевести коптер в `OFFBOARD` и заармить автоматически (**коптер взлетит**); * `frame_id` – [система координат](frames.md), в которой заданы `z` и `yaw` (по умолчанию: `map`). > **Note** Для полета без изменения угла по рысканью достаточно установить `yaw` в `NaN` (значение угловой скорости по-умолчанию – 0). Полет в глобальную точку со скоростью 5 м/с, оставаясь на текущей высоте (`yaw` установится в 0, коптер сориентируется передом на восток): ```python navigate_global(lat=55.707033, lon=37.725010, z=0, speed=5, frame_id='body') ``` Полет в глобальную точку без изменения угла по рысканью (`yaw` = `NaN`, `yaw_rate` = 0): ```python navigate_global(lat=55.707033, lon=37.725010, z=0, speed=5, yaw=float('nan'), frame_id='body') ``` Полет в глобальную точку (командная строка): ```bash rosservice call /navigate_global "{lat: 55.707033, lon: 37.725010, z: 0.0, yaw: 0.0, yaw_rate: 0.0, speed: 5.0, frame_id: 'body', auto_arm: false}" ``` ### set_position Установить цель по позиции и рысканью. Данный сервис следует использовать при необходимости задания продолжающегося потока целевых точек, например, для полета по сложным траекториям (круговой, дугообразной и т. д.). > **Hint** Для полета на точку по прямой или взлета используйте более высокоуровневый сервис [`navigate`](#navigate). Параметры: * `x`, `y`, `z` – координаты точки *(м)*; * `yaw` – угол по рысканью *(радианы)*; * `yaw_rate` – угловая скорость по рысканью (при установке yaw в NaN) *(рад/с)*; * `auto_arm` – перевести коптер в `OFFBOARD` и заармить автоматически (**коптер взлетит**); * `frame_id` – [система координат](frames.md), в которой заданы `x`, `y`, `z` и `yaw` (по умолчанию: `map`). Зависнуть на месте: ```python set_position(frame_id='body') ``` Назначить целевую точку на 3 м выше текущей позиции: ```python set_position(x=0, y=0, z=3, frame_id='body') ``` Назначить целевую точку на 1 м впереди текущей позиции: ```python set_position(x=1, y=0, z=0, frame_id='body') ``` Вращение на месте со скоростью 0.5 рад/c: ```python set_position(x=0, y=0, z=0, frame_id='body', yaw=float('nan'), yaw_rate=0.5) ``` ### set_velocity Установить скорости и рысканье. * `vx`, `vy`, `vz` – требуемая скорость полета *(м/с)*; * `yaw` – угол по рысканью *(радианы)*; * `yaw_rate` – угловая скорость по рысканью (при установке yaw в NaN) *(рад/с)*; * `auto_arm` – перевести коптер в `OFFBOARD` и заармить автоматически (**коптер взлетит**); * `frame_id` – [система координат](frames.md), в которой заданы `vx`, `vy`, `vz` и `yaw` (по умолчанию: `map`). > **Note** Параметр `frame_id` определяет только ориентацию результирующего вектора скорости, но не его длину. Полет вперед (относительно коптера) со скоростью 1 м/с: ```python set_velocity(vx=1, vy=0.0, vz=0, frame_id='body') ``` Один из вариантов полета по кругу: ```python set_velocity(vx=0.4, vy=0.0, vz=0, yaw=float('nan'), yaw_rate=0.4, frame_id='body') ``` ### set_attitude Установить тангаж, крен, рысканье и уровень газа (примерный аналог управления в [режиме `STABILIZED`](modes.md)). Данный сервис может быть использован для более низкоуровнего контроля поведения коптера либо для управления коптером при отсутствии источника достоверных данных о его позиции. Параметры: * `pitch`, `roll`, `yaw` – необходимый угол по тангажу, крену и рысканью *(радианы)*; * `thrust` – уровень газа от 0 (нет газа, пропеллеры остановлены) до 1 (полный газ); * `auto_arm` – перевести коптер в `OFFBOARD` и заармить автоматически (**коптер взлетит**); * `frame_id` – [система координат](frames.md), в которой задан `yaw` (по умолчанию: `map`). ### set_rates Установить угловые скорости по тангажу, крену и рысканью и уровень газа (примерный аналог управления в [режиме `ACRO`](modes.md)). Это самый низкий уровень управления коптером (исключая непосредственный контроль оборотов моторов). Данный сервис может быть использован для автоматического выполнения акробатических трюков (например, флипа). Параметры: * `pitch_rate`, `roll_rate`, `yaw_rate` – угловая скорость по тангажу, крену и рыканью *(рад/с)*; * `thrust` – уровень газа от 0 (нет газа, пропеллеры остановлены) до 1 (полный газ). * `auto_arm` – перевести коптер в `OFFBOARD` и заармить автоматически (**коптер взлетит**); ### land Перевести коптер в [режим](modes.md) посадки (`AUTO.LAND` или аналогичный). > **Note** Для автоматического отключения винтов после посадки [параметр PX4](px4_parameters.md) `COM_DISARM_LAND` должен быть установлен в значение > 0. Посадка коптера: ```python res = land() if res.success: print 'Copter is landing' ``` Посадка коптера (командная строка): ```bash rosservice call /land "{}" ``` Дополнительные материалы ------------------------ * [Полеты в поле ArUco-маркеров](aruco.md). * [Примеры программ и сниппеты](snippets.md).