用于非 GPS 导航的 Optitrack

本文介绍了如何 光学跟踪 运动捕捉系统可用作 GPS 的短程替代品,允许在室内使用 Loiter、Guided、RTL 和 Auto 等定位控制模式。

备注

您的飞行器需要最新版本的 ArduPilot(Copter-4.0 或更高版本)。

所需硬件

请参阅 OptiTrack 自建 工具,用于安装动作捕捉系统所需的所有硬件。

备注

要跟踪无人机的位置和方向,至少需要 4 个标记。

动作捕捉系统设置

请参阅 OptiTrack 快速入门指南 进行硬件和软件设置。设置地平面时,不要忘记标记原点和轴线。正 X 将指向室内飞行环境的 "北方"(因为我们不使用指南针,所以不需要指向实际/磁性北方)。

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用胶带标记运动捕捉系统坐标系

所需软件

备注

不支持动机 3

准备无人机

警告

强烈建议使用小型无人机进行室内飞行,并在试飞环境中部署笼子。

提示

如果您正在寻找用于室内飞行测试的小型无人机,Skyviper V2450 GPS 无人机或其后续产品 journey GPS 无人机是一个不错的选择。它的价格非常实惠,开箱即可运行 ArduPilot。您可以轻松地使用定制的 ArduPilot 对其进行升级。如果您喜欢定制小型无人机,有一个非常不错的选择 这里.另一个示例视频中使用的 RTF 四旋翼飞行器框架可从以下网站获取 sdmodel.

首先,您需要在无人机上放置标记。非常重要的一点是,放置标记时要使它们形成立体的、不对称的形状。请参考 OptiTrack 硬体标记位置 了解详情。

../_images/optitrack_place_markers.jpg

在无人机上放置标记

然后,将无人机放在地平面上,对准动作捕捉系统的 X 轴。无人机应朝向正 X 方向。

../_images/optitrack_drone_align_x.jpg

将无人机对准 X 轴

在 Motive 中选择所有标记并创建刚体。请参考 OptiTrack 创建刚体 详情

配置无人机

向无人机发送数据

启动 MAVProxy 并连接到您的旋翼飞行器。在 MAVProxy 中加载 optitrack 模块:

模块 负荷 光轨

您需要设置跟踪刚体 ID,以便与 Motive 中的设置相匹配:

光轨 设置 obj_id 刚体流编码

如果将 Motive 数据流本地接口设置为环回以外的接口,则需要用以下命令配置 optitrack 模块:

光轨 设置 服务器 服务器 IP 地址 optitrack 设置 客户 客户 IP 地址

备注

Motive 和 ArduPilot 的坐标系都是右旋的。ArduPilot 的 Z 轴朝下,而 Motive 的 Y 轴朝上。

设置好所有参数后,开始向 ardupilot 发送姿势:

光轨 启动

地面测试

  • 将无人机连接到地面站

  • 启动动机并确保 数据流 已打开。

  • 如果您在地面站控制台看到以下信息(初始位置可能会有所不同),那么无人机就可以进行飞行测试了

EKF2 IMU0 正在使用外部导航数据 EKF2 IMU0 初始位置 NED = 0.1,-0.2,0.0 (m) EKF2 IMU0 外部导航偏航对齐完成

飞行测试

在 AltHold 模式下起飞并保持稳定悬停。切换到 "着陆 "模式,但随时准备在飞行器位置或高度不稳定时切换回 "保持高度 "或 "稳定 "模式。

备注

要在引导或自动模式下起飞,您需要使用 全球原产地 来设置运动捕捉系统原点的 GPS 位置。位置不一定要精确,任何有效的纬度/高度都可以。