mirror of
https://github.com/CopterExpress/clover.git
synced 2026-05-27 21:49:32 +00:00
377 lines
10 KiB
Markdown
377 lines
10 KiB
Markdown
Примеры кода
|
||
===
|
||
|
||
Python
|
||
---
|
||
|
||
<!-- markdownlint-disable MD031 -->
|
||
|
||
> **Note** При использовании кириллических символов в кодировке UTF-8 необходимо добавить в начало программы указание кодировки:
|
||
> ```python
|
||
> # -*- coding: utf-8 -*-
|
||
> ```
|
||
|
||
<!-- markdownlint-enable MD031 -->
|
||
|
||
### # {#distance}
|
||
|
||
Функция определения расстояния между двумя точками (**важно**: точки должны быть в одной [системе координат](frames.md)):
|
||
|
||
```python
|
||
import math
|
||
|
||
# ...
|
||
|
||
def get_distance(x1, y1, z1, x2, y2, z2):
|
||
return math.sqrt((x1 - x2) ** 2 + (y1 - y2) ** 2 + (z1 - z2) ** 2)
|
||
```
|
||
|
||
### # {#distance-global}
|
||
|
||
Функция для приблизительного определения расстояния (в метрах) между двумя глобальными координатами (широта/долгота):
|
||
|
||
```python
|
||
import math
|
||
|
||
# ...
|
||
|
||
def get_distance_global(lat1, lon1, lat2, lon2):
|
||
return math.hypot(lat1 - lat2, lon1 - lon2) * 1.113195e5
|
||
```
|
||
|
||
### # {#block-takeoff}
|
||
|
||
Взлет и ожидание окончания взлета:
|
||
|
||
```python
|
||
z = 2 # высота
|
||
tolerance = 0.2 # точность проверки высоты (м)
|
||
|
||
# Запоминаем изначальную точку
|
||
start = get_telemetry()
|
||
|
||
# Взлетаем на 2 м
|
||
print navigate(z=z, speed=0.5, frame_id='body', auto_arm=True)
|
||
|
||
# Ожидаем взлета
|
||
while not rospy.is_shutdown():
|
||
# Проверяем текущую высоту
|
||
if get_telemetry().z - start.z + z < tolerance:
|
||
# Взлет завершен
|
||
break
|
||
rospy.sleep(0.2)
|
||
```
|
||
|
||
Вышеприведенный код может быть обернут в функцию:
|
||
|
||
```python
|
||
def takeoff_wait(alt, speed=0.5, tolerance=0.2):
|
||
start = get_telemetry()
|
||
print navigate(z=alt, speed=speed, frame_id='body', auto_arm=True)
|
||
|
||
while not rospy.is_shutdown():
|
||
if get_telemetry().z - start.z + z < tolerance:
|
||
break
|
||
|
||
rospy.sleep(0.2)
|
||
```
|
||
|
||
### # {#block-nav}
|
||
|
||
Лететь в точку и ждать пока коптер долетит в нее:
|
||
|
||
```python
|
||
tolerance = 0.2 # точность проверки прилета (м)
|
||
frame_id='aruco_map'
|
||
|
||
# Летим в точку 1:2:3 в поле ArUco-маркеров
|
||
print navigate(frame_id=frame_id, x=1, y=2, z=3, speed=0.5)
|
||
|
||
# Ждем, пока коптер долетит до запрошенной точки
|
||
while not rospy.is_shutdown():
|
||
telem = get_telemetry(frame_id=frame_id)
|
||
# Вычисляем расстояние до заданной точки
|
||
if get_distance(1, 2, 3, telem.x, telem.y, telem.z) < tolerance:
|
||
# Долетели до необходимой точки
|
||
break
|
||
rospy.sleep(0.2)
|
||
```
|
||
|
||
Вышеприведенный код может быть обернут в функцию:
|
||
|
||
```python
|
||
def navigate_wait(x, y, z, speed, frame_id, tolerance=0.2):
|
||
navigate(x=x, y=y, z=z, speed=speed, frame_id=frame_id)
|
||
|
||
while not rospy.is_shutdown():
|
||
telem = get_telemetry(frame_id=frame_id)
|
||
if get_distance(x, y, z, telem.x, telem.y, telem.z) < tolerance:
|
||
break
|
||
rospy.sleep(0.2)
|
||
```
|
||
|
||
Более универсальная функция с использованием фрейма `navigate_target`, который совпадает с целевой точкой навигации дрона:
|
||
|
||
```python
|
||
def navigate_wait(x, y, z, speed, frame_id, tolerance=0.2):
|
||
navigate(x=x, y=y, z=z, speed=speed, frame_id=frame_id)
|
||
|
||
while not rospy.is_shutdown():
|
||
telem = get_telemetry(frame_id='navigate_target')
|
||
if math.sqrt(telem.x ** 2 + telem.y ** 2 + telem.z ** 2) < tolerance:
|
||
break
|
||
```
|
||
|
||
Такой код может быть использован для полета в том числе с использованием фрейма `body`.
|
||
|
||
### # {#block-land}
|
||
|
||
Посадка и ожидание окончания посадки:
|
||
|
||
```python
|
||
land()
|
||
while get_telemetry().armed:
|
||
rospy.sleep(0.2)
|
||
```
|
||
|
||
Вышеприведенный код может быть обернут в функцию:
|
||
|
||
```python
|
||
def land_wait():
|
||
land()
|
||
while get_telemetry().armed:
|
||
rospy.sleep(0.2)
|
||
```
|
||
|
||
### # {#disarm}
|
||
|
||
Дизарм коптера (выключение винтов, **коптер упадет**):
|
||
|
||
```python
|
||
# Объявление прокси:
|
||
from mavros_msgs.srv import CommandBool
|
||
arming = rospy.ServiceProxy('mavros/cmd/arming', CommandBool)
|
||
|
||
# ...
|
||
|
||
arming(False) # дизарм
|
||
```
|
||
|
||
### # {#transform}
|
||
|
||
Трансформировать позицию (`PoseStamped`) из одной системы координат ([фрейма](frames.md)) в другую, используя [tf2](http://wiki.ros.org/tf2):
|
||
|
||
```python
|
||
import tf2_ros
|
||
import tf2_geometry_msgs
|
||
|
||
tf_buffer = tf2_ros.Buffer()
|
||
tf_listener = tf2_ros.TransformListener(tf_buffer)
|
||
|
||
# ...
|
||
|
||
# Создаем объект PoseStamped (либо получаем из топика):
|
||
pose = PoseStamped()
|
||
pose.header.frame_id = 'map' # фрейм, в котором задана позиция
|
||
pose.header.stamp = rospy.get_rostime() # момент времени, для которого задана позиция (текущее время)
|
||
pose.pose.position.x = 1
|
||
pose.pose.position.y = 2
|
||
pose.pose.position.z = 3
|
||
pose.pose.orientation.w = 1
|
||
|
||
frame_id = 'base_link' # целевой фрейм
|
||
transform_timeout = rospy.Duration(0.2) # таймаут ожидания трансформации
|
||
|
||
# Преобразовываем позицию из старого фрейма в новый:
|
||
new_pose = tf_buffer.transform(pose, frame_id, transform_timeout)
|
||
```
|
||
|
||
### # {#upside-down}
|
||
|
||
Определение, перевернут ли коптер:
|
||
|
||
```python
|
||
PI_2 = math.pi / 2
|
||
telem = get_telemetry()
|
||
|
||
flipped = not -PI_2 <= telem.pitch <= PI_2 or not -PI_2 <= telem.roll <= PI_2
|
||
```
|
||
|
||
### # {#angle-hor}
|
||
|
||
Расчет общего угла коптера к горизонту:
|
||
|
||
```python
|
||
PI_2 = math.pi / 2
|
||
telem = get_telemetry()
|
||
|
||
flipped = not -PI_2 <= telem.pitch <= PI_2 or not -PI_2 <= telem.roll <= PI_2
|
||
angle_to_horizon = math.atan(math.hypot(math.tan(telem.pitch), math.tan(telem.roll)))
|
||
if flipped:
|
||
angle_to_horizon = math.pi - angle_to_horizon
|
||
```
|
||
|
||
### # {#circle}
|
||
|
||
Полет по круговой траектории:
|
||
|
||
```python
|
||
RADIUS = 0.6 # m
|
||
SPEED = 0.3 # rad / s
|
||
|
||
start = get_telemetry()
|
||
start_stamp = rospy.get_rostime()
|
||
|
||
r = rospy.Rate(10)
|
||
|
||
while not rospy.is_shutdown():
|
||
angle = (rospy.get_rostime() - start_stamp).to_sec() * SPEED
|
||
x = start.x + math.sin(angle) * RADIUS
|
||
y = start.y + math.cos(angle) * RADIUS
|
||
set_position(x=x, y=y, z=start.z)
|
||
|
||
r.sleep()
|
||
```
|
||
|
||
### # {#rate}
|
||
|
||
Повторять действие с частотой 10 Гц:
|
||
|
||
```python
|
||
r = rospy.Rate(10)
|
||
while not rospy.is_shutdown():
|
||
# Do anything
|
||
r.sleep()
|
||
```
|
||
|
||
### # {#mavros-sub}
|
||
|
||
Пример подписки на топики из MAVROS:
|
||
|
||
```python
|
||
from geometry_msgs.msg import PoseStamped, TwistStamped
|
||
from sensor_msgs.msg import BatteryState
|
||
from mavros_msgs.msg import RCIn
|
||
|
||
# ...
|
||
|
||
def pose_update(pose):
|
||
# Обработка новых данных о позиции коптера
|
||
pass
|
||
|
||
# Остальные функции-обработчики
|
||
# ...
|
||
|
||
rospy.Subscriber('/mavros/local_position/pose', PoseStamped, pose_update)
|
||
rospy.Subscriber('/mavros/local_position/velocity', TwistStamped, velocity_update)
|
||
rospy.Subscriber('/mavros/battery', BatteryState, battery_update)
|
||
rospy.Subscriber('mavros/rc/in', RCIn, rc_callback)
|
||
```
|
||
|
||
Информацию по топикам MAVROS см. по [ссылке](mavros.md).
|
||
|
||
<!-- markdownlint-disable MD044 -->
|
||
|
||
### # {#mavlink}
|
||
|
||
<!-- markdownlint-enable MD044 -->
|
||
|
||
Пример отправки произвольного [MAVLink-сообщения](mavlink.md) коптеру:
|
||
|
||
```python
|
||
# ...
|
||
|
||
from mavros_msgs.msg import Mavlink
|
||
from mavros import mavlink
|
||
from pymavlink import mavutil
|
||
|
||
# ...
|
||
|
||
mavlink_pub = rospy.Publisher('mavlink/to', Mavlink, queue_size=1)
|
||
|
||
# Отправка сообщения HEARTBEAT:
|
||
|
||
msg = mavutil.mavlink.MAVLink_heartbeat_message(mavutil.mavlink.MAV_TYPE_GCS, 0, 0, 0, 0, 0)
|
||
msg.pack(mavutil.mavlink.MAVLink('', 2, 1))
|
||
ros_msg = mavlink.convert_to_rosmsg(msg)
|
||
|
||
mavlink_pub.publish(ros_msg)
|
||
```
|
||
|
||
### # {#rc-sub}
|
||
|
||
Реакция на переключение режима на пульте радиоуправления (может быть использовано для запуска автономного полета, см. [пример](https://gist.github.com/okalachev/b709f04522d2f9af97e835baedeb806b)):
|
||
|
||
```python
|
||
from mavros_msgs.msg import RCIn
|
||
|
||
# Вызывается при получении новых данных с пульта
|
||
def rc_callback(data):
|
||
# Произвольная реакция на переключение тумблера на пульте
|
||
if data.channels[5] < 1100:
|
||
# ...
|
||
pass
|
||
elif data.channels[5] > 1900:
|
||
# ...
|
||
pass
|
||
else:
|
||
# ...
|
||
pass
|
||
|
||
# Создаем подписчик на топик с данными с пульта
|
||
rospy.Subscriber('mavros/rc/in', RCIn, rc_callback)
|
||
|
||
rospy.spin()
|
||
```
|
||
|
||
### # {#set_mode}
|
||
|
||
Сменить [режим полета](modes.md) на произвольный:
|
||
|
||
```python
|
||
from mavros_msgs.srv import SetMode
|
||
|
||
# ...
|
||
|
||
set_mode = rospy.ServiceProxy('mavros/set_mode', SetMode)
|
||
|
||
# ...
|
||
|
||
set_mode(custom_mode='STABILIZED')
|
||
```
|
||
|
||
### # {#flip}
|
||
|
||
Флип по крену:
|
||
|
||
```python
|
||
import math
|
||
|
||
# ...
|
||
|
||
def flip():
|
||
start = get_telemetry() # memorize starting position
|
||
|
||
set_rates(thrust=1) # bump up
|
||
rospy.sleep(0.2)
|
||
|
||
set_rates(roll_rate=30, thrust=0.2) # maximum roll rate
|
||
|
||
while True:
|
||
telem = get_telemetry()
|
||
|
||
if abs(telem.roll) > math.pi/2:
|
||
break
|
||
|
||
rospy.loginfo('finish flip')
|
||
set_position(x=start.x, y=start.y, z=start.z, yaw=start.yaw) # finish flip
|
||
|
||
print navigate(z=2, speed=1, frame_id='body', auto_arm=True) # take off
|
||
rospy.sleep(10)
|
||
|
||
rospy.loginfo('flip')
|
||
flip()
|
||
```
|
||
|
||
Необходимо использование [специальной сборки PX4 для Клевера](firmware.md#прошивка-для-клевера). Перед выполнением флипа необходимо принять все меры безопасности.
|