PX4用户指南-入门-飞行模式

PX4用户指南-入门-飞行模式

说明：

• 介绍飞行模式的定义和作用

飞行模式：

• 飞行模式定义了自动驾驶仪如何响应遥控输入，以及它如何在完全自主飞行期间管理车辆运动。
• 这些模式为用户（飞行员）提供不同类型/级别的自动驾驶辅助，范围从起飞和着陆等常见任务的自动化，到更容易重新获得水平飞行，将车辆保持在固定路径或位置的机制， 等等
• 本主题概述了可用的飞行模式，以及多旋翼飞行器（MC），固定翼（FW）和垂直起飞帧中默认行为的（主要是次要的）差异。
• 有关特定飞行模式的更多详细信息，请参阅飞行>飞行模式。

在模式之间切换

• 飞行员可以使用遥控器上的开关或地面控制站在飞行模式之间转换（参见飞行模式配置）。
• 并非所有车型都可以使用所有飞行模式，并且某些模式在不同车型上表现不同。
• 一些飞行模式仅在特定的飞行前和飞行中的条件下有意义（例如GPS锁，空速传感器，沿着轴的车辆姿态感测）。
• 在满足正确的条件之前，PX4不允许转换到这些模式。

自主和手动模式

• 飞行模式可以是手动或自动的。

• 手动模式是用户通过RC控制杆（或操纵杆）控制车辆运动的模式，而自动模式完全由自动驾驶仪控制，不需要导航/遥控输入。

• 某些手动模式可能具有自动驾驶辅助机制，以便更容易获得或恢复受控飞行。 例如，当RC杆居中时，大多数模式将使车辆平整。

• 手动模式可以进一步分为“简单”和“杂技”模式。

• 在简易模式中，滚动和俯仰杆设定车辆角度，从而在水平面（分别）中产生左右和前后移动。 这不仅可以使运动变得可预测，而且由于角度受到控制，因此车辆无法翻转。

• 在杂技模式中，RC棒控制角度旋转的速率（围绕相应的轴）。 车辆可以翻转，虽然机动性更强，但更难飞行。

• 固定翼：

  • 手动-简易：位置，高度，稳定，手动
  • 手工-杂技：Acro
  • 自动：悬停，返回，任务，起飞，降落

• 多旋翼:

  • 手动-简易：位置，高度，稳定/手动
  • 手工-杂技： Rattitude, Acro
  • 自动：悬停，返回，任务，起飞，降落,跟随，外部控制

图标

• 下面的图标在文档中使用：

Icon	Description
	手动模式。 需要远程控制。
	自动模式。 默认情况下禁用RC控制，但更改模式除外。
	需要定位（例如GPS，VIO或其他一些定位系统）。
	需要海拔高度（例如来自晴雨表，测距仪）。
	飞行模式难度（易到难）

多旋翼

位置模式

• 位置模式是一种易于驾驶的RC模式，其中滚动和俯仰操纵杆在左右和前后方向（相对于车辆的“前部”）控制速度，并且油门控制上升-降落。

• 当杆被释放/居中时，车辆将主动制动，调平并锁定到3D空间中的位置 - 补偿风和其他力。

• 位置模式是新飞行员最安全的手动模式。

• 与海拔高度和手动/稳定模式不同，当操纵杆居中而不是持续时，车辆将停止，直到风阻减慢为止。

高度模式

• 高度模式是一种相对容易飞行的RC模式，其中滚动和俯仰操纵杆控制车辆在左右和前后方向上的运动（相对于车辆的“前部”），偏航杆控制旋转速度 水平面，油门控制上升-下降速度。

• 当操纵杆被释放/居中时，车辆将水平并保持当前的高度。

• 如果在水平面上移动，车辆将继续，直到任何动量被风阻力消散。 如果刮风，飞机会向风的方向漂移。

• 高度模式是新飞行员最安全的非GPS手动模式。 它就像手动/稳定模式，但在释放操纵杆时还能稳定车辆高度。

手动/稳定模式

• 当RC控制杆居中时，手动/稳定模式可稳定多旋翼飞行器。 要手动移动/飞行车辆，您可以将杆移到中心外面。
• 如果为MC车辆设置手动或稳定模式，则启用此多旋翼模式。
• 当在手动控制下，侧倾和俯仰杆控制车辆的角度（姿态），偏航杆控制水平面上方的旋转速度，并且节气门控制高度/速度。
• 一旦释放控制棒，它们就会返回中心区。 一旦滚动和俯仰杆居中，多旋翼飞行器将平稳并停止。 然后车辆将悬停在适当的位置/保持高度 - 只要它适当平衡，适当地设置油门，并且不施加外力（例如风）。 飞行器将向任何风的方向漂移，你必须控制油门以保持高度。

Rattitude

• Rattitude模式允许飞行员在大多数时间使用手动/稳定飞行飞行，但在需要时仍然执行Acro模式式翻转和技巧。
• 当滚动/俯仰杆在中心区域内移动时，车辆表现为手动/稳定模式;当杆在外圆周移动时，车辆表现为Acro模式（默认情况下，手动/稳定模式占据范围的约80％）。 当操纵杆居中时，多旋翼飞行器将会平稳（但仍然会在任何风的方向上漂移并且具有任何预先存在的动量）。

Acro模式

• Acro模式是用于执行特技动作的RC模式，例如 翻滚和绕圈。
• 滚动，俯仰和偏转杆控制围绕相应轴的角度旋转速率，并且节流阀直接传递到输出混合器。
• 当操纵杆居中时，车辆将停止旋转，但保持其当前方向（在其侧面，倒置或任何其他方向）并根据其当前动量移动。

保持/悬停模式

• 保持模式使多旋翼飞行器停止并悬停在其当前位置和高度（保持位置抵抗风和其他力）。
• 该模式可用于暂停任务或帮助在紧急情况下重新获得对车辆的控制。
• 可以使用预编程的RC开关或QGroundControl Pause按钮激活它。

返回模式

• 返回模式使车辆返回（在安全高度）到其原始位置和着陆。
• 可以手动（通过预编程的RC开关）或自动（即，在触发故障保护的情况下）激活模式。

任务模式

• 任务模式使车辆执行已上载到飞行控制器的预定义的自主任务（飞行计划）。
• 通常使用地面控制站（GCS）应用程序创建和上载任务。
• PX4 GCS称为QGroundControl。 QGroundControl与我们用于配置PX4的应用程序相同。

起飞模式

• 起飞模式使多旋翼飞行器垂直爬升至起飞高度并悬停在适当位置。

降落模式

• 降落模式使多旋翼飞行器降落在模式所处的位置。

跟随模式

• 跟随模式使多旋翼飞行器能够自动跟踪提供当前位置设定值的用户。
• 位置设定点可能来自运行QGroundControl的Android手机/平板电脑或Dronecode SDK应用。

车外模式

• 车外模式使多旋翼飞行器服从MAVLink上提供的位置，速度或姿态设定点。
• 此模式适用于配套计算机和地面站！

固定翼

位置模式

• 位置模式是一种易于驾驶的RC模式，当杆被释放/居中时，车辆将在当前方向上平整并飞行直线地面轨道 - 补偿风和其他力。
• 油门确定空速（在50％油门时，飞机将以预设的巡航速度保持其当前高度）。
• 升降杆用于上升/下降。 侧倾，俯仰和偏航都是角度控制的（因此不可能翻车或环绕车辆）。
• 位置模式是新飞行员最安全的固定翼手动模式。

高度模式

• 高度模式使用户更容易控制车辆高度，特别是达到并保持固定高度。 该模式不会试图保持车辆防风。
• 爬升/下降速率通过俯仰/升降杆控制。 一旦居中，自动驾驶仪就会锁定到当前的高度，并在偏航/滚转和任何空速期间保持它。 油门输入控制空速。 滚动和俯仰是角度控制的（因此不可能翻车或环绕车辆）。
• 当所有遥控输入都居中（无滚动，俯仰，偏航和约50％油门）时，飞机将返回直线水平飞行（受风力影响）并保持其当前高度。
• 高度模式是最安全的非GPS导航模式，适合初学者学习如何飞行。 它就像手动模式一样，但在释放变桨杆时还能稳定车辆高度。

稳定模式

• 当RC杆居中时，稳定模式模式使车辆进入直线和水平飞行，保持水平姿势抵抗风（但不是车辆航向和高度）。

• 如果侧倾/俯仰杆非零，则车辆基于俯仰输入爬升/下降并执行协调转弯。 滚动和俯仰是角度控制的（您不能倒置或循环）。

• 稳定模式比手动模式更容易飞行，因为您无法滚动或翻转它，并且通过使控制杆居中可以轻松地使车辆保持水平。

• 如果油门降至0％（电机停止），车辆将滑行。 为了执行转弯，必须在整个操纵过程中保持命令，因为如果滚动被释放，则平面将停止转动并自行调平（对于俯仰和偏航命令也是如此）。

特技模式

• Acro模式是用于执行特技动作的RC模式，例如 rolls, flips, stalls and acrobatic 。
• 滚动，俯仰和偏转杆控制围绕相应轴的角度旋转速率，并且节流阀直接传递到输出混合器。
• 当操纵杆居中时，车辆将停止旋转，但保持其当前方向（在其侧面，倒置或任何其他方向）并根据其当前动量移动。

手动模式

• 手动模式将RC棒输入直接发送到输出混合器，以进行“完全”手动控制。
• 这是最难飞行的模式，因为没有什么能够稳定下来。
• 与Acro模式不同，如果RP操纵杆居中，则车辆不会自动停止绕轴旋转 - 飞行员实际上必须移动操纵杆以向另一个方向施加力。
• 这是覆盖FMU的唯一模式（命令通过安全协处理器发送）。
• 它提供了一种安全机制，可以在FMU固件发生故障时通过RC完全控制油门，升降舵，副翼和方向舵。

保持模式

• 保持使固定翼飞行器在其当前高度处围绕当前位置开始盘旋。
• 该模式可用于暂停任务或帮助在紧急情况下重新获得对车辆的控制。
• 可以使用预编程的RC开关或QGroundControl Pause按钮激活它。

返回模式

• 返回模式使车辆飞回原位（在安全高度）并绕过它。
• 可以手动（通过预编程的RC开关）或自动（即，在触发故障保护的情况下）激活模式。

任务模式

• 任务模式使车辆执行已上载到飞行控制器的预定义的自主任务（飞行计划）。
• 通常使用地面控制站（GCS）应用程序创建和上载任务。

起飞模式

• 起飞模式启动车辆起飞顺序。 具体的发射行为取决于配置的起飞模式（弹射/手动发射模式或跑道起飞模式）。

降落模式

• 降落模式使车辆转弯并降落在模式所处的位置。 固定机翼着陆逻辑和参数在主题：着陆（固定机翼）中进行了解释。

垂直起降（VTOL）

• VTOL飞机可以作为多旋翼飞行器或固定翼飞行器飞行。
• 多旋翼飞行器模式主要用于起飞和着陆，而固定翼模式用于高效旅行和/或任务执行。
• 一般来说，VTOL车辆的飞行模式与在MC模式下飞行时的多旋翼飞行器和在FW模式下飞行时的固定翼飞行模式相同。
• 模式之间的切换由飞行员使用RC开关启动，或者在自动模式下需要时由PX4自动启动。

更多信息

• 飞行>飞行模式 - 所有模式的详细技术说明
• 基本配置>飞行模式 - 如何将RC控制开关映射到特定的飞行模式