MissionPlanner地面站操作使用文檔

1、無(wú)人機(jī)地面站（GCS）Mission Planner 操作使用手冊(cè)小左實(shí)驗(yàn)室2014-10-1目錄Mission Planner 操作使用手冊(cè)11.Mission Planner簡(jiǎn)介22.Mission Planner安裝23.飛控板固件加載34.鏈接飛控板55.Mission Planner顯示面板及特點(diǎn)55.1連接 Connect55.2飛行數(shù)據(jù)Flight Data55.3飛行規(guī)劃 Flight Planning75.4初始化設(shè)置 Initial setup75.5參數(shù)配置和調(diào)整 Params Configure安定tuning75.6仿真器86飛行任務(wù)規(guī)劃86.1航點(diǎn)規(guī)劃及動(dòng)作86.2

2、任務(wù)指令參考106.3相機(jī)控制與自動(dòng)操作116.4轉(zhuǎn)場(chǎng)點(diǎn)設(shè)置136.5地形跟蹤157.基于數(shù)據(jù)記錄的故障診斷167.1基于logs診斷問(wèn)題167.數(shù)傳電臺(tái)記錄診斷207.閃存數(shù)據(jù)記錄227.記錄數(shù)據(jù)與回放任務(wù)257.振動(dòng)測(cè)量分析268.開源Mission Planner的二次開發(fā)基礎(chǔ)298.1Visual Studio Community 13.0打開Mission Planner solution298.2 發(fā)布修改后的Mission Planner311.Mission Planner簡(jiǎn)介Mission Planner是無(wú)人機(jī)地面控制站軟件，適用于固定翼，旋翼機(jī)和地面車。僅僅在window

3、s系統(tǒng)下工作。Mission Planner可給你的自動(dòng)車輛提供配置工具或動(dòng)力學(xué)控制。其主要特點(diǎn)：l 給控制板提供固件加載l 設(shè)定，配置及調(diào)整飛行器至最優(yōu)性能l 通過(guò)在地圖上的鼠標(biāo)點(diǎn)擊入口來(lái)規(guī)劃，保存及加載自動(dòng)任務(wù)給飛控板l 下載及分析由飛控板創(chuàng)建的任務(wù)記錄l 與PC飛行模擬器連接，提供硬件在環(huán)的UAV模擬器l 通過(guò)適當(dāng)?shù)臄?shù)傳電臺(tái)，可以監(jiān)控飛行器狀態(tài)，記錄電臺(tái)傳遞數(shù)據(jù)，分析電臺(tái)記錄或在FPV模式下工作2.Mission Planner安裝Mission Planner是windows系統(tǒng)上的自由開源軟件，安裝非常簡(jiǎn)單。首先下載最新Mission Planner 安裝文件1.下載地址：2.運(yùn)行安

4、裝文件，并按向?qū)?zhí)行即可。3.安裝包將自動(dòng)安裝所需軟件驅(qū)動(dòng)，包括DirectX plug-in,如遇下面情況，請(qǐng)選擇安裝軟件驅(qū)動(dòng)即可。4.軟件將安裝到 C:Program Files (x86)APM Planner，并創(chuàng)建打開Mission Planner的圖標(biāo)在開始菜單。5.安裝完畢后，即可啟動(dòng)Mission Planner ,啟動(dòng)后即可通過(guò)連接按鈕，下載固件或連接飛控板。6.如果有升級(jí)版本，軟件自動(dòng)通知3.飛控板固件加載l 用MicroUSB連接Pixhawk飛控板，USB連接PC機(jī)。l 打開Mission Planner軟件，左上角區(qū)域從下拉菜單中選擇COM口，可以選在AUT

5、O選項(xiàng)，并設(shè)置串口通訊波特率為115200。l 在主畫面上，選擇Initial Setup | Install firmware畫面，選擇恰當(dāng)?shù)娘w行器圖標(biāo)，回答提示畫面“Are you sure”"Yes"。當(dāng)Mission Planner探測(cè)到pixhawk后，將要求你拔下飛控板，再次插入飛控板，數(shù)秒后點(diǎn)擊OK按鈕，這個(gè)期間滿足bootloader接受下載新固件的請(qǐng)求。l 當(dāng)下載完美結(jié)束后，在軟件狀態(tài)條處顯示“erase”，“program”，“verify.”和“upload Done”等信息，表明固件下載成功。4.鏈接飛控板l 連接飛控板和PC機(jī)可以選擇USB電纜，數(shù)

6、傳電臺(tái)或者IP Connection。 l 在Mission Planner軟件的左上角，選擇連接的串口號(hào)和波特率57600，并點(diǎn)擊連接。串口號(hào)是windows自動(dòng)提供的，并在下拉菜單中出現(xiàn)。注意連接波特率必須懸著57600，而下載固件時(shí)的波特率必需選擇115200。l 連接成功后，連接按鈕將顯示Disconnect，用于斷開連接操作l 如果遇見(jiàn)沒(méi)有連接上，可能的原因如下：檢查正確的波特率，USB為115200，數(shù)傳電臺(tái)為57600檢查串口號(hào)是否正確，串口號(hào)是否存在？如果是USB口，請(qǐng)嘗試不同的USB口如果使用UDP或TCP連接，檢查防火墻是否暢通l 飛控板上電后，會(huì)有聲音和LEDs等顯示狀態(tài)

7、，以確認(rèn)飛控板固件運(yùn)行正確5.Mission Planner顯示面板及特點(diǎn)Mission Planner功能分為：連接，飛行數(shù)據(jù)，5.1連接 Connect用于下載固件到飛控板，或者通過(guò)數(shù)傳電臺(tái)連接飛控板5.2飛行數(shù)據(jù)Flight Datal Mission Planner GCS主畫面，數(shù)傳電臺(tái)與飛行器連接后，主畫面顯示如下數(shù)據(jù)：l HUD細(xì)節(jié)：1.空速（地速，如果沒(méi)有安裝空速管） 2.轉(zhuǎn)彎速率 3.航向 4.側(cè)滑角 5.電臺(tái)連接，bad packets% 6.GPS時(shí)間 7：高度 8.空速 9.地速 10.電池狀態(tài) 11.人工水平線 12-15狀態(tài)顯示l 小提示：地圖顯示當(dāng)前GPS鎖定位置

8、當(dāng)飛機(jī)右傾時(shí)，人工水平線左傾，飛機(jī)左傾，人工水平線右傾飛機(jī)狀態(tài)輸出，WPDist:代表距離下一個(gè)航點(diǎn)距離 BearingERR：航向角偏差 AlterERR：高度偏差，WP：下一個(gè)航點(diǎn) Mode：當(dāng)前飛行模式Plane output: 自動(dòng)駕駛儀輸出的前4個(gè)通道信號(hào)autopilot狀態(tài)下，可以發(fā)送飛行指令，當(dāng)遙控器處于手動(dòng)模式位置時(shí)，發(fā)送飛行指令無(wú)效雙擊HUD，會(huì)全屏顯示HUD雙擊速度儀表，可以IU改最大比例尺可以下載地圖替代谷歌地圖，按下control-F,允許你上傳圖，制導(dǎo)模式：鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊菜單，點(diǎn)擊“fly to here”可以控制飛行器飛行，偏離原來(lái)規(guī)劃航點(diǎn)5.3飛行規(guī)劃 Fligh

9、t Planningl 左上角顯示鼠標(biāo)，顯示當(dāng)前經(jīng)緯度，l 右側(cè)顯示控制面板l 在下面顯示航點(diǎn)信息及動(dòng)作。5.4初始化設(shè)置 Initial setupl 初始化固件，當(dāng)要下載新固件時(shí)l 3DR數(shù)傳電臺(tái)設(shè)置，數(shù)傳電臺(tái)l 其他可選硬件設(shè)置，比如超聲波傳感器，光流傳感器等等5.5參數(shù)配置和調(diào)整 Params Configure安定tuning以下這些菜單，需要與飛控板連接以后才能看到l Planner：地面站選項(xiàng)，諸如logs，測(cè)量單位，ETC等存儲(chǔ)l Basic Pids：Auto pilot連接以后，這個(gè)選項(xiàng)出現(xiàn)，TBD。l Flight Modes：如何設(shè)置6個(gè)通道的飛行模式l Standar

10、d Params： auto pilot連接上后，會(huì)出現(xiàn)這個(gè)菜單 TBDl GeoFence: 飛行區(qū)域設(shè)置l FailSafe: 故障模式l Advanced Params: 高級(jí)參數(shù)設(shè)置l Full Parameter List:飛行器的所有飛控參數(shù)都可以在這里設(shè)置并保存，并能比較，加載以前的數(shù)據(jù)。l Copter Pids: 設(shè)置Copter飛行器的pids參數(shù)5.6仿真器仿真高級(jí)選項(xiàng)菜單Advanced View，當(dāng)使用HIL仿真技術(shù)，配置選項(xiàng)設(shè)置畫面6飛行任務(wù)規(guī)劃Mission Planner可以給飛行器設(shè)置自動(dòng)任務(wù)，當(dāng)飛行器處于auto模式時(shí)啟動(dòng)自主飛行模式。6.1航點(diǎn)規(guī)劃及動(dòng)作l

11、 設(shè)置Home Position: 對(duì)于Copter，Home Position就是飛控板上電的位置，這意味著如果執(zhí)行RTL模式，將自動(dòng)返航到Home Position。對(duì)于固定翼飛機(jī)，Home Position是GPS第一次鎖定的位置。l 任務(wù)簡(jiǎn)述：Copter任務(wù)，自動(dòng)起飛到20m高度，然后飛行到WP2點(diǎn)，爬升到100m高，然后等待10秒，然后飛行器將處理WP3，下降到50m，然后返航降落。因?yàn)槿笔〉母叨仁?00m，因此返航著陸高度也是100m。當(dāng)?shù)竭_(dá)著陸地點(diǎn)后，飛機(jī)降落。任務(wù)假設(shè)著陸地點(diǎn)在起飛點(diǎn)。l 在航點(diǎn)設(shè)置畫面的下方，有詳細(xì)的航點(diǎn)規(guī)劃及動(dòng)作，可通過(guò)下拉菜單改變航點(diǎn)動(dòng)作，通過(guò)地圖鼠標(biāo)拖

12、拉改變航點(diǎn)位置。l 缺省參數(shù)設(shè)置：Default Alt：缺省的飛行，RTL模式時(shí)，有自己的高度，如果Hold Default ALT選定后，RTL將按高度飛行； Verify Alt，與地圖數(shù)據(jù)匹配，檢查高度數(shù)據(jù)，已反應(yīng)距地高度，進(jìn)行地形匹配或避免撞地。l 通過(guò)右側(cè)按鈕可以保存航行任務(wù)，加載航行任務(wù)，方便重復(fù)執(zhí)行任務(wù)。l Prefetch 提前下載地圖數(shù)據(jù)到地面站，避免在野外無(wú)網(wǎng)絡(luò)，無(wú)法連接地圖數(shù)據(jù)。點(diǎn)擊Prefetch按鈕后，按下alt鍵，用鼠標(biāo)拖動(dòng)的矩形區(qū)域下載選擇的位置圖片l Grid： 鼠標(biāo)右鍵菜單，通過(guò)點(diǎn)擊增加頂點(diǎn)的方式繪制一個(gè)多邊形，然后點(diǎn)擊Grid菜單，自動(dòng)繪制一個(gè)網(wǎng)格狀的航點(diǎn)

13、軌跡，然后在定義在每個(gè)航點(diǎn)的動(dòng)作。l 設(shè)置Home Location菜單，通過(guò)鼠標(biāo)可以任意設(shè)置Home Positionl 通過(guò)Measure Distance按鈕，測(cè)量航點(diǎn)之間的距離l Auto grid ：Auto grid功能可以生成“割草機(jī)”軌跡，以收集當(dāng)?shù)氐膱D片。在地圖上選擇鼠標(biāo)右鍵，選擇多邊形繪制需要的區(qū)域，選擇auto WP-Grid菜單，按照對(duì)話框自動(dòng)處理高度和距離，將自動(dòng)生成如下網(wǎng)格航點(diǎn)：l 任務(wù)指令：在地圖的下方有表格的列表，將按當(dāng)前飛行器類型產(chǎn)生指令列表，并增加一列航向參數(shù)需要用戶提供。這些指令包括：導(dǎo)航到航點(diǎn)，臨近盤旋，執(zhí)行特殊動(dòng)作（如拍照等）和條件指令。全部的指令在M

14、avlink Mission Command Messages 定義。6.2任務(wù)指令參考MavLink協(xié)議定義了大量的Mav_cmd 航點(diǎn)指令（通過(guò)MavLink_mission_item_message傳遞），飛控板處理這些指令和命令行參數(shù)，這些命令必須是與指定飛行器相關(guān)的，無(wú)效指令將被忽略。每種飛行器只執(zhí)行相關(guān)的命令和命令行參數(shù)，不相關(guān)的指令忽略不執(zhí)行，可能還有些有用的命令行參數(shù)沒(méi)有被處理，由于消息大小限制。l 指令分類：navigation導(dǎo)航命令用于控制無(wú)人機(jī)移動(dòng)，包括：起飛，移動(dòng)到航點(diǎn)，改變飛行姿態(tài)，著陸；DO動(dòng)作命令：輔助功能，不影響飛行位置，比如相機(jī)快門，拋投伺服等；Condit

15、ion條件命令，用于延遲DO命令，至到條件滿足，例如：UAV達(dá)到指定高度和指定航點(diǎn)的距離條件。對(duì)于指定航點(diǎn)，一般先執(zhí)行NAV導(dǎo)航指令，只到完成導(dǎo)航任務(wù)或在航點(diǎn)一定誤差范圍內(nèi)，然后在執(zhí)行一些列DO命令當(dāng)條件完成后。l Mission Planner支持的旋翼機(jī)指令：MAV_CMD_MISSION_START：?jiǎn)?dòng)當(dāng)前任務(wù)，自動(dòng)（不用油門），參數(shù)：無(wú)MAV_CMD_COMPONENT_ARM_DISARM：電機(jī)上電或掉電，參數(shù)：1，2MAV_CMD_NAV_WAYPOINT：移動(dòng)到指定航點(diǎn)，7個(gè)參數(shù)：2，5，6，7MAV_CMD_NAV_RETURN_TO_LAUNCH：返回Home point或

16、Rally Point,參數(shù)：無(wú)MAV_CMD_CONDITION_DELAY：抵達(dá)航點(diǎn)后，延遲執(zhí)行DO命令，參數(shù)：1 時(shí)間長(zhǎng)度：sMAV_CMD_CONDITION_DISTANCE：抵達(dá)當(dāng)前航點(diǎn)指定的距離范圍內(nèi)，參數(shù)：1 距離MAV_CMD_DO_CHANGE_SPEED：改變目標(biāo)水平速度或油門，參數(shù)：2 速度MAV_CMD_DO_SET_HOME：動(dòng)作，設(shè)置Home Point位置，參數(shù)：1，5，6，7MAV_CMD_DO_SET_SERVO：動(dòng)作，設(shè)定給定的伺服輸出管腳PWM,參數(shù)：1，2MAV_CMD_DO_SET_RELAY：動(dòng)作，設(shè)定指定輸出管腳高/低電平 參數(shù)：1，2MAV_C

17、MD_DO_REPEAT_SERVO：給指定輸出管腳指定pwm和中立波，按指定周期循環(huán)次數(shù)，參數(shù)：1-管腳號(hào) 2-pwm 3-repeat# 4-cycle(s)MAV_CMD_DO_REPEAT_RELAY：給指定輸出管腳指定高地電平，按指定周期循環(huán)次數(shù)，參數(shù)：1-管腳號(hào) 2-pwm 3-repeat# 4-cycle(s)MAV_CMD_DO_DIGICAM_CONFIGURE (Camera enabled only)：MAV_CMD_DO_DIGICAM_CONTROL (Camera enabled only)：MAV_CMD_DO_SET_CAM_TRIGG_D

18、IST (Camera enabled only)：MAV_CMD_DO_SET_ROI：指定云臺(tái)指向區(qū)域，參數(shù)：5，6，7MAV_CMD_DO_SET_MODE：設(shè)置系統(tǒng)模式，preflight,armed,unarmed,參數(shù)：1MAV_CMD_DO_JUMP ：切換到指定航點(diǎn)多次，參數(shù)：1，2MAV_CMD_NAV_TAKEOFF：起飛指令，所有任務(wù)的第一次指令，參數(shù)：7MAV_CMD_NAV_LAND：著陸，指定區(qū)域，參數(shù)：5，6 需退出Auto模式，切斷動(dòng)力MAV_CMD_NAV_LOITER_UNLIM：飛到指定區(qū)域，然后盤旋，參數(shù)：5，6，7MAV_CMD_N

19、AV_LOITER_TURNS：指定區(qū)域盤旋，給定盤旋半徑，參數(shù)：1，5，6，7MAV_CMD_NAV_LOITER_TIME：指定區(qū)域盤旋，給定盤旋時(shí)間，參數(shù)：1，5，6，7MAV_CMD_CONDITION_CHANGE_ALT ：按指定爬升或降落速度改變至指定高度，參數(shù)：1，7 按指定速度升降至指定高度。MAV_CMD_NAV_SPLINE_WAYPOINT：按照曲線形式航行到指定位置，參數(shù)：1，5，6，7MAV_CMD_CONDITION_YAW：航向更改，參數(shù)：1，3，4MAV_CMD_DO_MOUNT_CONTROL：控制相機(jī)云臺(tái)，參數(shù)：1，2，3 pitch,roll,

20、yaw 度數(shù)MAV_CMD_DO_PARACHUTE (Parachute enabled only)：MAV_CMD_DO_GRIPPER (EPM enabled only)：MAV_CMD_DO_GUIDED_LIMITS (NAV_GUIDED only)：MAV_CMD_NAV_GUIDED_ENABLE (NAV_GUIDED only)6.3相機(jī)控制與自動(dòng)操作l 相機(jī)快門和云臺(tái)指令3個(gè)通道l 在飛行器移動(dòng)的間隔時(shí)間或指定的航點(diǎn)上執(zhí)行快門動(dòng)作，如果相機(jī)安裝在云臺(tái)上，還可以控制云臺(tái)的指向l 對(duì)于簡(jiǎn)單的應(yīng)用，可以手動(dòng)控制航點(diǎn)和快門指令，對(duì)于復(fù)雜的

21、測(cè)繪任務(wù)，自動(dòng)生成任意區(qū)域的指令任務(wù)。l 云臺(tái)指令:DO_SET_ROI 云臺(tái)指向指定區(qū)域，DO_MOUNT_CONTROL 云臺(tái)控制到roll，pitch,yaw方向l 伺服指令：DO_SET_SERVO:DO_SET_RELAY給指定的驅(qū)動(dòng)信號(hào)l 自動(dòng)任務(wù)舉例：Create WP Circle  Create a circle of waypoints.Area  Displays the area of the current polygon (if defined).Create Spline Circle  A circle where the alti

22、tude of waypoints follows a rising spline (relevant to flying vehicles).Survey (Grid)  Automatically create waypoints and camera control commands to survey a specified polygon.Survey (Gridv2)  Under construction! This is a simpler grid control for creating a rectangular survey ar

23、ea.SimpleGrid  A simple auto-created survey grid. No camera control is defined, so this must be added separately.l 自動(dòng)任務(wù)舉例：在飛行規(guī)劃畫面，創(chuàng)建多點(diǎn)區(qū)域在區(qū)域內(nèi)，鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊菜單：Auto WP|Survey（Grid）：Mission Planner 將自動(dòng)顯示配置畫面，畫面上定義了相機(jī)參數(shù)，并自動(dòng)計(jì)算拍照距離，即DO_SET_CAM_TRIGG_DIST命令參數(shù)。當(dāng)點(diǎn)擊"Accept"按鈕后，接受這些參數(shù)，Mission Planner將生成

24、一系列航點(diǎn)覆蓋指定區(qū)域，包括起飛和著陸航點(diǎn)，調(diào)用DO_SET_CAM_TRIGG_DIST指令，用于設(shè)置相機(jī)快門指令的距離，最后再次調(diào)用DO_SET_CAM_TRIGG_DIST來(lái)設(shè)置參數(shù)回0，停止拍照。注意2次調(diào)用指令的參數(shù)不同。最后，執(zhí)行任務(wù)后，會(huì)得到15張圖片。6.4轉(zhuǎn)場(chǎng)點(diǎn)設(shè)置當(dāng)飛行器執(zhí)行RTL（Return To Launch）模式，比如被失效保護(hù)Failsafe模式啟動(dòng)，缺省的模式返回出發(fā)點(diǎn)，但是經(jīng)常性這種情況不可實(shí)現(xiàn)，由于距離和電量的關(guān)系。鑒于此種情況，我們現(xiàn)在支持多點(diǎn)Rally Points模式。只要無(wú)人機(jī)進(jìn)入RTL模式，就會(huì)就近找到Home Point或者最近的Rally Po

25、int，而不是返回起飛點(diǎn)。飛機(jī)將會(huì)在當(dāng)?shù)乇P旋，Copter將會(huì)試圖降落設(shè)置Rally Points，在飛行規(guī)劃地圖上，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇菜單Rally-Set Rally Point，Rally Point高度需要設(shè)置，重復(fù)上面的操作，重新設(shè)置多個(gè)Rally Points，點(diǎn)擊菜單按鈕上傳數(shù)據(jù)，即可小提示：當(dāng)使用geofence時(shí)，Rally point不能出界；確認(rèn)RallyPoint的高度足夠高，以避開建筑或山丘；因?yàn)閮?nèi)存關(guān)系，一般最多設(shè)置10個(gè)接力點(diǎn)，對(duì)于固定翼飛機(jī)，盤旋半徑與其他盤旋點(diǎn)一致，由WP_LOITER_RAD參數(shù)確定；RTL_ALT等參數(shù)沒(méi)有用到。6.5地形跟蹤固定翼無(wú)人機(jī)3

26、.0.4以后都有地形跟蹤功能，Terrain following, 即要求飛控板有本地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，如Pixhawk。Copter 3.4以上版本支持地形數(shù)據(jù)，支持任務(wù)和著陸。l Terrain Following 保存數(shù)據(jù)在microSD上，地圖數(shù)據(jù)給出地形海平面高度，在Pixhawk，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在APMTERRAIN 目錄下，在MicroSD 卡上。l 這些數(shù)據(jù)可以通過(guò)2中方式傳遞到飛控板上，一種是USB方式，一種是數(shù)傳電臺(tái)方式，一旦地形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到SD卡上后，當(dāng)GCS不連接后，就會(huì)用于飛行控制。當(dāng)然這些數(shù)據(jù)，只用于Auto模式，RTL模式l 地形數(shù)據(jù)可以通過(guò)數(shù)傳電臺(tái)，向地面站請(qǐng)求，也可以保存在S

27、D卡上l 地形跟蹤飛行模式：RTL，Loiter，Cruise，F(xiàn)bwB，Guided（Flyto），AUTOl 地形參數(shù)TERRAIN_FOLLOW.參數(shù)缺省是關(guān)閉的，因此沒(méi)有地形跟蹤使用，一旦設(shè)置TERRAIN_FOLLOW為1，就啟動(dòng)了地形跟蹤模式l 地形跟蹤用于：FPV，Safe RTL，Aerial Photographyl 地形數(shù)據(jù)：地面站從網(wǎng)上下載，這里設(shè)計(jì)TERRAIN SPACING,TERRAIN_ACCURACY參數(shù)，分別描述地形跟蹤的精度和最小距離。l 設(shè)置固定翼地形跟蹤：確定固定翼3.0.4固件，確認(rèn)Mission Planner1.3.9更高版本，設(shè)置TERRAIN

28、_ENABLE為1 并且TERRAIN_FOLLOW為,當(dāng)GPS鎖定后，通過(guò)USB連接飛控板，檢查flightData->Status ,查看地形跟蹤狀態(tài)數(shù)據(jù)l 地形跟蹤對(duì)于機(jī)頭指向很敏感，當(dāng)前位置指向的飛行軌跡飛行時(shí)，保證固定翼飛行爬坡足夠，能夠避開地形數(shù)據(jù)。地形指向參數(shù)TERRAIN_LOOKAHD參數(shù)，爬坡參數(shù)TECS_MAX_CLIMB參數(shù)，與地形跟蹤相關(guān)。l7.基于數(shù)據(jù)記錄的故障診斷7.1基于logs診斷問(wèn)題l 有種飛行數(shù)據(jù)記錄，即DataflashLogs機(jī)載數(shù)據(jù)記錄，適用飛行過(guò)后下載進(jìn)行研究。對(duì)于Copter飛行器，上電后即開始記錄。Telemetrylogs電臺(tái)數(shù)據(jù)記錄,

29、通過(guò)電臺(tái)記錄飛行數(shù)據(jù)到Mission Planner地面站中，兩者的數(shù)據(jù)基本一致。l 機(jī)械故障：通常機(jī)械故障包括故障或電機(jī)故障，或螺旋槳損壞，這些故障表現(xiàn)：期望的俯仰和滾轉(zhuǎn)指令與測(cè)量的俯仰和滾轉(zhuǎn)傳感器數(shù)據(jù)出現(xiàn)巨大差異，這中不一致在dataflash logs 中體現(xiàn)數(shù)據(jù)的嚴(yán)重分離，如下圖：l 振動(dòng)：高頻振動(dòng)會(huì)引起Copter的加速度傳感器，基于高度和水平位置估計(jì)的漂移偏大，將導(dǎo)致高度保持不穩(wěn)定或盤旋出現(xiàn)漂移。振動(dòng)數(shù)據(jù)可以從dataflash數(shù)據(jù)的IMU數(shù)據(jù)中的AccX,AccY,AccZ數(shù)據(jù)看出。水平數(shù)據(jù)AccX,AccY征程范圍在m/s/s,AccZ在-15-5m/s/s范圍內(nèi)，正常情況時(shí)，

30、加速度會(huì)不是變化隨著Copter的飛行變化，對(duì)于可接受的振動(dòng)范圍參見(jiàn)下圖：Tlogs RAW_IMU數(shù)據(jù)更新頻率為10HZ,比較慢，不好看出是飛行帶來(lái)的問(wèn)題還是振動(dòng)帶來(lái)的問(wèn)題，而DataFlash中的數(shù)據(jù)更新頻率是50HZ,看振動(dòng)現(xiàn)象比較容易。如果TLOG中的xacc,yacc數(shù)據(jù)在-300-+300之間,zacc在-500-1500之間，下面的數(shù)據(jù)表明在高度保持過(guò)程中，出現(xiàn)了振動(dòng)問(wèn)題，盡管更新速率比較慢。指南針干擾：指南針干擾通常是電源板分布導(dǎo)致磁場(chǎng)變化引起的，比如電源，電機(jī)，電調(diào)等引起的電磁場(chǎng)變化，可能引起指南針傳感器問(wèn)題而引起飛行方向錯(cuò)誤，通過(guò)繪制tlog中的mag_filed和油門數(shù)據(jù)

31、VFR_HUD,就很容易找到問(wèn)題所在。下面的圖像顯示，一種可以接受的電磁干擾，可見(jiàn)mag_field數(shù)據(jù)變化在10%-20%，當(dāng)throttle迅速拉起后，一般低于30%的干擾都是可以接受的，30%-60%的干擾是模糊地帶，也可能是ok,如果在油門拉起后，mag_field高于60%是絕對(duì)不可接受的.小提示：mag_field數(shù)值在120-550之間，在各地有所不同；磁場(chǎng)干擾在compassmot setup中有設(shè)置；Dataflashlog中的COMPASS消息中，與RAW_IMUxmag,ymag,zmag數(shù)據(jù)一致；磁場(chǎng)數(shù)據(jù)有補(bǔ)償，一般子-150-+150之間，SENSOR_OFFSET變

32、量組，mag_ofs_x, mag_ofs_y, mag_ofs_z;在上圖中的開始階段，磁場(chǎng)強(qiáng)度有一個(gè)短暫的脈沖可以忽略，因?yàn)樵谟烷T拉起之前，因?yàn)樗赡苁巧想娨鸬拇艌?chǎng)強(qiáng)度的突變。l GPS故障：當(dāng)在自動(dòng)模式，RTL,AUTO,Loiter,由GPS信號(hào)產(chǎn)生的位置誤差可能引起Copter位置錯(cuò)誤，導(dǎo)致錯(cuò)誤Copter瘋狂的飛向錯(cuò)誤的地點(diǎn)，這中間那個(gè)故障會(huì)在tlogs和dataflashlog記錄中體現(xiàn)，即衛(wèi)星數(shù)量的減少和hdop的增加。tlogs繪圖，GPS_RAW_IT組，“eph”和“satellites_visible”值，參見(jiàn)上圖，衛(wèi)星數(shù)量低于，伴隨明顯的GPS位置改變.在Dataf

33、lashlogs中，GPS消息可以看"HDop"和“NSats”列，注意：hdop值與DataflashData中的值單位不同。l 電源故障：電源模塊提供可靠電源供電，但也有失效的時(shí)候，這些可以從logs中，機(jī)Copter還在空中（氣壓計(jì)，慣性傳感器測(cè)量高度數(shù)據(jù)）的時(shí)候，突然掉電的現(xiàn)象可從logs中看到。Dataflash,CTUN消息種的BaroALt，GPS消息，ReALt，Tlog中的VFR_HUD alt,GLOBAL_POSITION relative_alt數(shù)據(jù)繪制曲線圖如下：板電壓信號(hào)變化范圍在0.10-0.15之間是正常范圍。由于與其他設(shè)備共享電源，導(dǎo)致供電

34、電壓的波動(dòng)，很可能引起供電電源的失效或其他異常行為，板子的電壓可通過(guò)如下方法繪制：Dataflash CURRENT 消息的VCC,Tlog HWSTATUS中的Vcc來(lái)繪制，下面的圖，表明在油門推動(dòng)后，板電壓下降0.15V,在允許范圍內(nèi)，第2張圖標(biāo)明電壓隨機(jī)變化在0.15V范圍內(nèi)，可接受。l 未知的ERRORS包括失效Failsafes:當(dāng)飛行控制器發(fā)生異常行為時(shí)，會(huì)引起失效保護(hù)模式failsafes。有5種失效保護(hù)模式可以被激活：油門失效，GPS失效，GCS失效，電池失效和越界。理想的方法是在dataflashlog數(shù)據(jù)第一列中過(guò)濾"ERR"，所有的ECode都在源代碼

35、文件defines.h文件中有說(shuō)明，7.數(shù)傳電臺(tái)記錄診斷l(xiāng) Tlog 是在MAVLink telemetry 消息一發(fā)送，即自動(dòng)開始創(chuàng)建記錄，文件格式為YYYY-MM-DD hh-mm0ss.tlog在Mission Planner的安裝目錄下的logs目錄中，同時(shí).rlog文件也生成，包括所有的tlog文件中內(nèi)容和調(diào)試信息，這個(gè)文件的調(diào)試信息不能用于回放。l 設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?，Software->Planner telemetry 下拉菜單來(lái)設(shè)置傳輸數(shù)率。因?yàn)樗械臄?shù)據(jù)斗記錄在tlog中，這個(gè)也控制保存在tlog中的數(shù)據(jù)。實(shí)際保存的數(shù)據(jù)可能比請(qǐng)求的數(shù)率低，由于CPU的原因。l 任務(wù)回

36、放：數(shù)據(jù)記錄后，可以通過(guò)回放來(lái)觀察數(shù)據(jù)記錄。點(diǎn)擊Telemetry logs tab,點(diǎn)擊"Load Log"并找到tlog文件，點(diǎn)擊"play"按鈕即可。在回放過(guò)程中，可以跳到你期望的飛行時(shí)段觀察飛行數(shù)據(jù)，通過(guò)滑塊操作。當(dāng)回放開始后，HUD將顯示無(wú)人機(jī)在地圖中的位置和飛行狀態(tài)。點(diǎn)擊圖中的“Tuning”選擇框，然后雙擊數(shù)據(jù)顯示坐標(biāo)，就會(huì)彈出顯示數(shù)據(jù)的對(duì)話框，用于用戶選擇顯示數(shù)據(jù)曲線。l 創(chuàng)建3d飛行軌跡圖像：可創(chuàng)建KMZ文件，選擇Telemetry Logs tab,點(diǎn)擊Tlog->Kml or Graph按鈕，再按下"Create K

37、ML+GPX"按鈕，選擇flight tlog,參見(jiàn)下圖：經(jīng)過(guò)如上操作后，.kmz和 .kml文件將在tlog文件的基礎(chǔ)上創(chuàng)建，這個(gè)文件講可以在goole地球上看到3d的飛行軌跡?？梢酝ㄟ^(guò)雙擊或拖動(dòng)方式，在google Earth上查看飛行和軌跡，不同的飛行模式顯示不同的色彩軌跡。l 提取參數(shù)和航點(diǎn)：從tlog文件中提取參數(shù)和航點(diǎn)信息，創(chuàng)建.KML文件，這些文件可以excel文件提取，航點(diǎn)信息文件也可以用于飛行規(guī)劃的加載數(shù)據(jù)。l 從飛行數(shù)據(jù)繪制圖形：切換到flight data 畫面，點(diǎn)擊telemetry logs畫面，點(diǎn)擊"Tlog->Kml or graph&q

38、uot;按鈕，點(diǎn)擊"Graph Log"按鈕，選擇flight tlog文件。注意：繪圖窗口可選擇繪制的曲線，在繪制的曲線上，左右鼠標(biāo)用于給繪制圖形定義比例尺，可選擇繪制色彩，通過(guò)鼠標(biāo)滾輪改變圖形的窗口大小等等小技巧。7.閃存數(shù)據(jù)記錄Dataflash logs存在在飛控板上，如pixhawk的dataflash上，可以下載到Mission Planner上，來(lái)觀察數(shù)據(jù)。l 通過(guò)MAVLink下載logs:usb連接飛控板，打開Mission Planner Flight Data 畫面，在左下角的"DataFlash Logs"畫面中，點(diǎn)擊"

39、Download Dataflash Log Via Mavlink"按鈕然后選擇你要下載的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)講保存在MissionPlanner/logs目錄中。l 自動(dòng)分析logs數(shù)據(jù)：通常點(diǎn)擊"Log Analysis"按鈕，選擇一個(gè)Log文件，然后生成最為簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)報(bào)告，這個(gè)報(bào)告將顯著顯示通常的問(wèn)題。l 手動(dòng)查看log:點(diǎn)擊"Review a Log"按鈕，選擇log文件，查看更為詳細(xì)的信息，詳見(jiàn)下圖：以上這些信息包含GPS,IMU等數(shù)據(jù)，參見(jiàn)下圖繪制圖形：選擇適當(dāng)?shù)男?，?huì)看見(jiàn)當(dāng)前列的頭，然后找到期望繪圖的列，點(diǎn)擊"Graph t

40、his data"按鈕。例如ATT's的ROLL_In和ROLL數(shù)據(jù)繪制圖如下：鼠標(biāo)滾動(dòng)鍵用于縮放圖形，也可以選擇要仔細(xì)觀察的區(qū)域，土多鼠標(biāo)郵件選擇設(shè)置比例尺等等操作來(lái)查看數(shù)據(jù)；也可以過(guò)濾相關(guān)消息類型，選擇要選擇的消息，在下拉菜單中選擇。l 設(shè)置想要記錄的數(shù)據(jù)：LOG_BITMASK參數(shù)用于控制在dataflash記錄的數(shù)據(jù)，最新版本可以設(shè)置獨(dú)立的消息，如下：l 消息細(xì)節(jié)： ATT(姿態(tài)信息)，ATUN(自動(dòng)調(diào)整)，ATDE，CAM，CMD，COMPASS，CURRENT，CTUN，D32，DU32，ERR，EKF，GPS等信息7.記錄數(shù)據(jù)與回放任務(wù)如果有數(shù)傳電臺(tái)，就能夠在M

41、ission Planner地面站上記錄飛行數(shù)據(jù)在".tlog"文件中，你加載和任意回放并轉(zhuǎn)換為"KMZ"文件，在谷歌地球上看飛行軌跡，下圖是播放畫面：當(dāng)log文件回放時(shí)，可以通過(guò)點(diǎn)擊地圖上的"Tuning"選擇框分析數(shù)據(jù)，可雙擊數(shù)據(jù)坐標(biāo)彈出對(duì)話框，讓你選擇那數(shù)據(jù)是你想繪制的。如下圖：7.振動(dòng)測(cè)量分析l 飛控板的加速度傳感器對(duì)振動(dòng)非常敏感。加速度計(jì)的數(shù)據(jù)可以用來(lái)估計(jì)飛行器的位置，若有額外的振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致依賴精確位置的飛行模式的飛行性能下降。振動(dòng)影響所有的飛行器類型，尤其對(duì)Copter無(wú)人機(jī)在AltHold,Loiter,RTL,GUIDE

42、D,Position 和AUTO 飛行模式。如果你發(fā)現(xiàn)振動(dòng)超出容忍范圍內(nèi)時(shí)，可以按照下面的辦法設(shè)置振動(dòng)阻尼。l Copter-3.3以上版本：完成一次常規(guī)飛行，下載dataflash數(shù)據(jù)；使用GCS觀察VIBE消息的VibeX,VibeY,VibeZ數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是加速度m/s/s輸出的標(biāo)準(zhǔn)偏差。下圖是3DR IRIS提取的數(shù)據(jù)，標(biāo)明正常的范圍在15m/s/s,但不時(shí)會(huì)有尖峰變化到30/s/s,最大可接受數(shù)值顯示要低于60m/s/s。圖上曲線Clip0,Clip1,Clip2數(shù)值，每次增加都可能達(dá)到最大值極限值16g，理想狀態(tài)，這些數(shù)值應(yīng)該為0或者更低的數(shù)據(jù)<100,除非飛行器硬著陸情況

43、，因此Iris無(wú)人機(jī)存在嚴(yán)重的振動(dòng)問(wèn)題。下面是飛行器由于振動(dòng)問(wèn)題導(dǎo)致的位置估計(jì)偏差很大關(guān)于振動(dòng)數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算參見(jiàn)相關(guān)文獻(xiàn)。對(duì)于振動(dòng)的測(cè)量以及估算對(duì)飛行器的設(shè)計(jì)改進(jìn)很有幫助。8.開源Mission Planner的二次開發(fā)基礎(chǔ)8.1Visual Studio Community 13.0打開Mission Planner solutionl Visual Studio Community 13.0是free版本，MS公司提供給個(gè)人用戶，僅僅能創(chuàng)建客戶端程序。Mission Planner GCS地面站是采用C#編程語(yǔ)言編寫的開源軟件，對(duì)于特定客戶，可以重新定義軟件功能和二次開發(fā)l 打開Visual Studio；Open->Project->Solution,進(jìn)入到源代碼目錄，選擇ArduPilotMega.sln, Visual Studio將打開相關(guān)應(yīng)用，包括相關(guān)程序包；設(shè)置"Solution Configuration" to "Debug"或"Release"