mirror of
https://github.com/CopterExpress/clover.git
synced 2026-05-30 22:59:31 +00:00
121 lines
7.4 KiB
Markdown
121 lines
7.4 KiB
Markdown
# Навигация по картам ArUco-маркеров
|
||
|
||
> **Info** Для распознавания маркеров модуль камеры должен быть корректно подключен и [сконфигурирован](camera.md).
|
||
|
||
Модуль `aruco_map` распознает карты ArUco-маркеров, как единое целое. Также возможна навигация по картам ArUco-маркеров с использованием механизма Vision Position Estimate (VPE).
|
||
|
||
## Конфигурирование
|
||
|
||
Для включения распознавания карт маркеров аргумент `aruco_map` в файле `~/catkin_ws/src/clever/clever/launch/aruco.launch` должен быть в значении `true`:
|
||
|
||
```xml
|
||
<arg name="aruco_map" default="true"/>
|
||
```
|
||
|
||
Для включения передачи координат в полетный контроллер по механизму VPE, аргумента `aruco_vpe` должен быть в значении `true`:
|
||
|
||
```xml
|
||
<arg name="aruco_vpe" default="true"/>
|
||
```
|
||
|
||
## Настройка карты маркеров
|
||
|
||
Карта загружается из текстового файла, каждая строка которого имеет следующий формат:
|
||
|
||
```
|
||
id_маркера размер_маркера x y z угол_z угол_y угол_x
|
||
```
|
||
|
||
Где `угол_N` – это угол поворота маркера вокруг оси N в радианах.
|
||
|
||
Путь к файлу с картой задается в параметре `map`:
|
||
|
||
```xml
|
||
<param name="map" value="$(find aruco_pose)/map/map.txt"/>
|
||
```
|
||
|
||
Смотрите примеры карт маркеров в каталоге [`~/catkin_ws/src/clever/aruco_pose/map`](https://github.com/CopterExpress/clever/tree/master/aruco_pose/map).
|
||
|
||
### Проверка
|
||
|
||
Для контроля карты, по которой в данный момент коптер осуществляет навигацию, можно просмотреть содержимое топика `/aruco_map/image`. Через браузер его можно просмотреть при помощи [web_video_server](web_video_server.md) по ссылке http://192.168.11.1:8080/snapshot?topic=/aruco_map/image:
|
||
|
||
<img src="../assets/aruco-map.png" width=600>
|
||
|
||
Клевер публикует текущую позицию распознанной карты в топик `aruco_map/pose`. Также публикуется [TF-фрейм](frames.md) `aruco_map` (VPE выключен) или `aruco_map_detected` (VPE включен). Используя топик `aruco_map/visualization` можно визуализировать текущую карту маркеров в [rviz](rviz.md).
|
||
|
||
Наглядно позиция распознанной карты отображается в топике `aruco_map/debug` (просмотр доступен по ссылке http://192.168.11.1:8080/stream_viewer?topic=/aruco_map/debug):
|
||
|
||
<img src="../assets/aruco-map-debug.png" width=600>
|
||
|
||
## Система координат
|
||
|
||
По [соглашению](http://www.ros.org/reps/rep-0103.html) в маркерном поле используется стандартная система координат <abbr title="East-North-Up">ENU</abbr>:
|
||
|
||
* ось **<font color=red>x</font>** указывает кверху карты маркеров;
|
||
* ось **<font color=green>y</font>** указывает на правую сторону карты маркеров;
|
||
* ось **<font color=blue>z</font>** указывает от плоскости карты маркеров.
|
||
|
||
<img src="../assets/aruco-map-axis.png" width="600">
|
||
|
||
## Настройка VPE
|
||
|
||
Для работы механизма Vision Position Estimation необходимы следующие [настройки PX4](px4_parameters.md).
|
||
|
||
При использовании **EKF2** (параметр `SYS_MC_EST_GROUP` = `ekf2`):
|
||
|
||
* В параметре `EKF2_AID_MASK` включены флажки `vision position fusion`, `vision yaw fusion`.
|
||
* Шум угла по зрению: `EKF2_EVA_NOISE` = 0.1 rad
|
||
* Шум позиции по зрению: `EKF2_EVP_NOISE` = 0.05 m
|
||
* `EKF2_EV_DELAY` = 0
|
||
|
||
При использовании **LPE** (параметр `SYS_MC_EST_GROUP` = `local_position_estimator, attitude_estimator_q`):
|
||
|
||
* В параметре `LPE_FUSION` включены флажки `vision position`, `land detector`.
|
||
* Вес угла по рысканью по зрению: `ATT_W_EXT_HDG` = 0.5
|
||
* Включена ориентация по Yaw по зрению: `ATT_EXT_HDG_M` = 1 `Vision`.
|
||
* Шумы позиции по зрению: `LPE_VIS_XY` = 0.05 m, `LPE_VIS_Z` = 0.05 m.
|
||
* `LPE_VIS_DELAY` = 0 sec
|
||
|
||
<!-- * Выключен компас: `ATT_W_MAG` = 0 -->
|
||
|
||
> **Info** Для использования LPE в Pixhawk необходимо [скачать прошивку с названием `px4fmu-v2_lpe.px4`](https://github.com/PX4/Firmware/releases).
|
||
|
||
## Полет
|
||
|
||
При правильной настройке коптер начнет удерживать позицию в [режимах](modes.md) `POSCTL` и `OFFBOARD` автоматически.
|
||
|
||
Для [автономных полетов](simple_offboard.md) можно будет использовать функции `navigate`, `set_position`, `set_velocity`. Для полета в определенные координаты маркерного поля необходимо использовать фрейм `aruco_map`:
|
||
|
||
```python
|
||
# Вначале необходимо взлететь, чтобы коптер увидел карту меток и появился фрейм aruco_map:
|
||
navigate(0, 0, 2, frame_id='body', speed=0.5, auto_arm=True) # взлет на 2 метра
|
||
|
||
time.sleep(5)
|
||
|
||
# Полет в координату 2:2 маркерного поля, высота 2 метра
|
||
navigate(2, 2, 2, speed=1, frame_id='aruco_map') # полет в координату 2:2, высота 3 метра
|
||
```
|
||
|
||
## Дополнительные настройки
|
||
|
||
Если коптер нестабильно удерживает позицию по VPE, попробуйте увеличить коэффициенты *P* PID-регулятора по скорости – параметры `MPC_XY_VEL_P` и `MPC_Z_VEL_P`.
|
||
|
||
## Расположение маркеров на потолке
|
||
|
||
|
||
|
||
Для навигации по маркерам, расположенным на потолке, необходимо поставить основную камеру так, чтобы она смотрела вверх и [установить соответствующий фрейм камеры](camera_frame.md).
|
||
|
||
Также в файле `~/catkin_ws/src/clever/clever/launch/aruco.launch` необходимо установить параметр `known_tilt` в секции `aruco_map` в значение `map_flipped`:
|
||
|
||
```xml
|
||
<param name="known_tilt" value="map_flipped"/>
|
||
```
|
||
|
||
При такой конфигурации фрейм `aruco_map` также окажется перевернутым. Таким образом, для полета на высоту 2 метра ниже потолка, аргумент `z` нужно устанавливать в 2:
|
||
|
||
```python
|
||
navigate(x=1, y=2, z=1.1, speed=0.5, frame_id='aruco_map')
|
||
```
|