mirror of
https://github.com/CopterExpress/clover.git
synced 2026-05-27 05:29:32 +00:00
257 lines
12 KiB
Markdown
257 lines
12 KiB
Markdown
Simple offboard
|
||
===
|
||
|
||
Модуль `simple_offboard` пакета `clever` предназначен для упрощенного программирования автономного дрона (режим `OFFBOARD`). Он позволяет устанавливать желаемые полетные задачи и автоматически трансформирует [систему координат](/docs/frames.md).
|
||
|
||
> **Note** `simple_offboard` является высокоуровневым способом взаимодействия с полетным контроллером. Для более низкоуровневой работы см. [mavros](/docs/mavros.md).
|
||
|
||
Основные сервисы – `get_telemetry` (получение всей телеметрии разом), `navigate` (полет в заданную точку по прямой).
|
||
|
||
Общие для сервисов параметры:
|
||
|
||
* `auto_arm` = `true`/`false` – перевести коптер в OFFBOARD и заармить автоматически (**коптер взлетит, если находится на полу!**)
|
||
* `frame_id` — система координат в TF2, в которой заданы координаты и рысканье (yaw), [описание систем координат](/docs/frames.md);
|
||
* `update_frame` — считать ли систему координат изменяющейся (например, `false` для `local_origin`, `fcu`, `fcu_horiz`, `true` для `marker_map`);
|
||
* `x`, `y` – горизонтальные координаты в системе координат `frame_id`;
|
||
* `z` — высота в системе координат `frame_id`;
|
||
* `yaw` — рысканье в радианах в системе координат `frame_id` (0 – коптер смотрит по оси X);
|
||
* `yaw_rate` — угловая скорость по рысканью в радианах в секунду (против часовой);
|
||
* `thrust` — уровень газа (от 0 [нет газа] до 1 [полный газ]).
|
||
|
||
> **Warning** API модуля `simple_offboard` на данный момент нестабилен и может измениться.
|
||
|
||
Использование из языка Python
|
||
---
|
||
|
||
Объявление прокси ко всем сервисам:
|
||
|
||
```python
|
||
import rospy
|
||
from clever import srv
|
||
from std_srvs.srv import Trigger
|
||
|
||
rospy.init_node('foo')
|
||
|
||
# Создаем прокси ко всем сервисам:
|
||
|
||
navigate = rospy.ServiceProxy('/navigate', srv.Navigate)
|
||
|
||
set_position = rospy.ServiceProxy('/set_position', srv.SetPosition)
|
||
set_position_yaw_rate =
|
||
rospy.ServiceProxy('/set_position/yaw_rate', srv.SetPositionYawRate)
|
||
|
||
set_position_global = rospy.ServiceProxy('/set_position_global', srv.SetPositionGlobal)
|
||
set_position_global_yaw_rate = rospy.ServiceProxy('/set_position_global/yaw_rate', srv.SetPositionGlobalYawRate)
|
||
|
||
set_velocity = rospy.ServiceProxy('/set_velocity', srv.SetVelocity)
|
||
set_velocity_yaw_rate = rospy.ServiceProxy('/set_Velocity/yaw_rate', srv.SetVelocityYawRate)
|
||
|
||
set_attitude = rospy.ServiceProxy('/set_attitude', srv.SetAttitude)
|
||
set_attitude_yaw_rate = rospy.ServiceProxy('/set_attitude/yaw_rate', srv.SetAttitudeYawRate)
|
||
|
||
set_rates_yaw = rospy.ServiceProxy('/set_rates/yaw', srv.SetRatesYaw)
|
||
set_rates = rospy.ServiceProxy('/set_rates', srv.SetRates)
|
||
|
||
get_telemetry = rospy.ServiceProxy('/get_telemetry', srv.GetTelemetry)
|
||
release = rospy.ServiceProxy('/release', Trigger)
|
||
```
|
||
|
||
Неиспользуемые фукнции-прокси можно удалить из кода.
|
||
|
||
Список сервисов
|
||
---
|
||
|
||
### get_telemetry
|
||
|
||
Получить полную телеметрию коптера. Параметр: `frame_id` – фрейм для значений `x`, `y`, `z`, `vx`, `vy`, `vz`. Пример: `local_origin`, `fcu_horiz`, `aruco_map`.
|
||
|
||
Ответ:
|
||
|
||
* `frame_id` – фрейм
|
||
* `connected` – есть ли подключение к <abbr title="Flight Control Unit, полетный контроллер">FCU</abbr>
|
||
* `armed` – состояние `armed` винтов (винты включены, если true)
|
||
* `mode` - текущий [полетный режим](/docs/modes.md)
|
||
* `x, y, z` – локальная позиция коптера
|
||
* `lat, lon` – широта, долгота (при наличии [gps](/docs/gps.md))
|
||
* `vx, vy, vz` – скорость коптера
|
||
* `pitch` – угол по тангажу (радианы)
|
||
* `roll` – угол по крену (радианы)
|
||
* `yaw` – угол по рысканью в фрейме `frame_id`
|
||
* `pitch_rate` – угловая скорость по тангажу
|
||
* `roll_rate` – угловая скорость по крену
|
||
* `yaw_rate` – угловая скорость по рысканью
|
||
* `voltage` – общее напряжение аккумулятор
|
||
* `cell_voltage` – напряжение аккумулятора на ячейку
|
||
|
||
Пример. Вывести координаты x, y и z коптера в локальной системе координат:
|
||
|
||
```python
|
||
telemetry = get_telemetry()
|
||
print telemetry.x, telemetry.y, telemetry.z
|
||
```
|
||
|
||
Вывод текущей телеметрии из командной строки:
|
||
|
||
```bash
|
||
rosservice call /get_telemetry "{frame_id: ''}"
|
||
```
|
||
|
||
### navigate
|
||
|
||
Прилететь в обозначенную точку по прямой.
|
||
|
||
Параметры:
|
||
|
||
* x, y, z – координаты в системе `frame_id`
|
||
* yaw – угол по рысканью
|
||
* speed – скорость полета (скорость движения setpoint)
|
||
* frame_id, update_frame, auto_arm.
|
||
|
||
Примеры:
|
||
|
||
```python
|
||
# плавно взлететь на высоту 1.5 м со скоростью взлета 0.5 м/с
|
||
navigate(x=0, y=0, z=1.5, speed=0.5, frame_id='fcu_horiz', auto_arm=True)
|
||
```
|
||
|
||
```python
|
||
# прилететь по прямой в точку 5:0 (высота 2)
|
||
# в локальной системе координат со скоростью 0.8 м/с
|
||
navigate(x=5, y=0, z=3, speed=0.8)
|
||
```
|
||
|
||
|
||
```python
|
||
# пролететь вправо относительно коптера на 3 м
|
||
navigate(x=0, y=-1, z=0, speed=1, frame_id='fcu_horiz')
|
||
```
|
||
|
||
```python
|
||
# прилететь в точку 3:2 (высота 2) в системе координат маркерного поля
|
||
# со скоростью 1 м/с
|
||
navigate(x=3, y=2, z=2, speed=1, frame_id='aruco_map', update_frame=True)
|
||
```
|
||
|
||
Пример взлета на коптере на 2 метра из командной строки:
|
||
```bash
|
||
rosservice call /navigate "{x: 0.0, y: 0.0, z: 2, yaw: 0.0, speed: 0.5, frame_id: 'fcu_horiz', update_frame: false, auto_arm: true}"
|
||
```
|
||
|
||
### set_position
|
||
|
||
Установить цель по позиции и рысканью.
|
||
|
||
> **Hint** Для полета на точку по прямой или взлета используйте более высокоуровневый сервис `navigate`.
|
||
|
||
Параметры: x, y, z, yaw, frame_id, update_frame
|
||
|
||
Задание позиции относительно текущей позиции коптера:
|
||
|
||
```python
|
||
set_position(x=0, y=0, z=3, frame_id='fcu_horiz', auto_arm=true) # взлет на 3 метра
|
||
```
|
||
|
||
```python
|
||
set_position(x=1, y=0, z=0, frame_id='fcu_horiz') # пролететь вперед на 1 метр
|
||
```
|
||
|
||
```python
|
||
set_position(x=0, y=-1, z=0, frame_id='fcu_horiz') # пролететь вправо на 1 метр
|
||
```
|
||
|
||
Задание позиции относительно системы маркеров
|
||
(фрейм `aruco_map` не будет опубликован, пока коптер хоть раз не увидит один из маркеров):
|
||
|
||
```python
|
||
set_position(x=2, y=2, z=3, frame_id='aruco_map', update_frame=True) # полет в координату 2:2, высота 3 метра
|
||
```
|
||
|
||
### set_position_yaw_rate
|
||
|
||
Установить цель по позиции и угловую скорость по рысканью.
|
||
|
||
Параметры: x, y, z, yaw_rate, frame_id, update_frame
|
||
|
||
### set_position_global
|
||
|
||
Полет в позицию в глобальной системе координат (широта/долгота).
|
||
|
||
Параметры: lat (широта), lon (долгота), z (высота в системе координат frame_id), yaw (рысканье в системе координат frame_id), update_frame.
|
||
|
||
Полет в глобальную точку (оставаясь на текущей высоте):
|
||
```python
|
||
set_position_global(lat=55.707033, lon=37.725010, z=0, frame_id='fcu_horiz')
|
||
```
|
||
|
||
### set_position_global_yaw_rate
|
||
|
||
Полет в позицию в глобальной системе координат вращаясь с заданной скоростью по рысканью.
|
||
|
||
Параметры: lat (широта), lon (долгота), z (высота в системе координат frame_id), yaw_rate (угловая скорость по рысканью), update_frame.
|
||
|
||
### set_velocity
|
||
|
||
Установить скорости и рысканье. Параметр `frame_id` влияет только на ориентацию результирующего вектора скорости, но не на его длину.
|
||
|
||
Параметры: vx, vy, vz, yaw, frame_id, update_frame
|
||
|
||
Полет по кругу:
|
||
|
||
```python
|
||
set_velocity_yaw_rate(vx=0.2, vy=0.0, vz=0, yaw_rate=0.5, frame_id: 'fcu_horiz', update_frame: true)
|
||
```
|
||
|
||
### set_velocity_yaw_rate
|
||
|
||
Установить скорости и угловую скорость по рысканью.
|
||
|
||
Параметры: vx, vy, vz, yaw_rate, frame_id, update_frame
|
||
|
||
### set_attitude
|
||
|
||
Установить тангаж, крен, рысканье и уровень газа. Имеет смысл использовать этот сервис со значением frame_id равным `fcu_horiz`.
|
||
|
||
Параметры: pitch, roll, yaw, thrust, frame_id, update_frame
|
||
|
||
### set_attitude_yaw_rate
|
||
|
||
Установить тангаж, крен, угловую скорость по рысканью и уровень газа. Имеет смысл использовать этот сервис со значением frame_id равным `fcu_horiz`. **Возможно, не поддерживается в PX4**.
|
||
|
||
Параметры: pitch, roll, yaw_rate, thrust
|
||
|
||
### set_rates_yaw
|
||
|
||
Установить угловые скорости по тангажу и крену, рысканье и уровень газа.
|
||
|
||
Параметры: pitch_rate, roll_rate, yaw, thrust, frame_id, update_frame
|
||
|
||
### set_rates
|
||
|
||
Установить угловые скорости по тагажу, крену и рысканью и уровень газа.
|
||
|
||
Параметры: pitch_rate, roll_rate, yaw_rate, thrust
|
||
|
||
### release
|
||
|
||
Перестать публиковать команды коптеру (отпустить управление).
|
||
Возможно продолжение управления средствами [MAVROS](/docs/mavros.md), [Веб-пультом управления](/docs/web_rc.md).
|
||
|
||
Посадка
|
||
-------
|
||
|
||
Для посадки можно использовать режим ``AUTO.LAND``. Land detector должен быть включен и указан в ``LPE_FUSION``. Параметр `COM_DISARM_LAND` должен быть установлен в значение > 0.
|
||
|
||
```python
|
||
from mavros_msgs.srv import SetMode
|
||
|
||
# ...
|
||
|
||
set_mode = rospy.ServiceProxy('/mavros/set_mode', SetMode) # объявляем прокси к сервису переключения режимов
|
||
|
||
# ...
|
||
|
||
set_mode(base_mode=0, custom_mode='AUTO.LAND') # включаем режим посадки
|
||
```
|
||
|
||
Для полетов в поле ArUco-макеров см. [навигация по ArUco](/docs/aruco.md).
|