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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:

  • 多旋翼:

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

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  • 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。

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高度模式

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  • 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。

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手动/稳定模式

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  • 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。

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Rattitude

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  • 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

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  • 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。

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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。

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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。

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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)。

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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。

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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。

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标签: px4用户指南