PX4 文档教程

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外观

任务模式（固定翼） ​

任务模式 使载具执行预定义的自主 使命 (飞行计划）上传到飞行控制器。任务通常由地面控制站（GCS）应用程序创建和上传，如 QGroundControl (QGC）。

信息

  • 该模式需要一个全局 3D 位置估计值（来自 GPS 或从 本地位置).
  • 在启用该模式之前，必须先上膛载具。
  • 该模式为自动模式，无需用户干预 所需 来控制载具。
  • 遥控开关可用于改变任何飞行器的飞行模式。

说明 ​

飞行任务通常是在地面控制站（如 QGroundControl)并在发射前上传。它们也可以由开发人员应用程序接口创建和/或在飞行中上传。

任务指令 的处理方式与每种固定翼飞机的飞行特性相适应（例如，悬停是以绕圈飞行的方式实现的）。

信息

任务会上载到需要插入的 SD 卡上 之前 启动自动驾驶仪

在高级模式下，所有类型的载具在任务模式下的表现都是一样的：

  1. 如果没有存储任务，或 PX4 已执行完所有任务命令，或 任务不可行:

    • 如果飞行，飞行器将在空中徘徊。
    • 如果着陆，载具将等待。

  2. 如果任务已存储，且 PX4 正在飞行，它将执行 任务/飞行计划 从当前步开始。

    • 起飞任务项目将被视为普通航点。

  3. 如果任务已存储，并且飞行器已着陆，那么只有当活动航点是 起飞.如果配置为弹射器发射，则还必须发射飞行器（见 飞行任务中的 FW 起飞/着陆).

  4. 如果未存储任务，或 PX4 已执行完所有任务命令：

    • 如果飞行，飞行器将在空中徘徊。
    • 如果着陆，载具将等待。

  5. 您可以手动更改当前的任务指令，方法是在 QGroundControl.

    信息

    如果您有 跳转到项目 命令，移动到另一个项目将 不 重置循环计数器。这意味着，如果将当前任务命令改为 1，就不会完全重新启动任务。

  6. 只有在解除载具上膛或上传新任务时，任务才会重置。

    TIP

    要在载具着陆后自动解除警报，请在 QGroundControl 前往 载具设置与安全，导航至 降落模式设置 并选中标有 之后解除.输入着陆后等待解除载具上膛的时间。

从任务模式切换到任何其他模式（如 保持模式 或 位置模式)，并通过切换回任务模式来恢复。如果飞行器在暂停时没有捕捉图像，那么在恢复时它将从它的 当前位置 驶向与最初驶向相同的航点。如果飞行器正在捕捉图像（有相机触发项目），则会从当前位置朝最后经过的航点（暂停前）前进，然后以相同的速度和相同的相机触发行为重走路径。这可确保在勘测/摄像任务中捕捉到计划的路径。任务可以在飞行器暂停时上传，在这种情况下，当前活动任务项将被设置为 1。

信息

当任务暂停而飞行器上的摄像头正在触发时，PX4 会将当前的活动任务项目设置为前一个航点，这样当任务重新开始时，飞行器就会重新回到上一个任务航段。此外，PX4 还会存储上次用于速度设置和摄像机触发的任务项目（来自已覆盖的任务计划），并在重新开始任务时重新应用这些设置。

警告

在切换到任何遥控模式之前，请确保油门杆不为零（否则载具会崩溃）。我们建议您在切换到任何其他模式之前将控制杆置于中心位置。

有关任务规划的更多信息，请参阅

任务可行性检查 ​

PX4 在上传任务和首次上膛飞行器时会进行一些基本的正确性检查，以确定任务是否可行。如果任何检查失败，都会通知用户，并且无法启动任务。

最重要的检查子集如下：

QGroundControl 支持 ​

QGroundControl 除飞行控制器提供的支持外，该系统还提供额外的 GCS 级任务处理支持。

欲了解更多信息，请参阅

任务参数 ​

任务行为受一系列参数的影响，其中大部分参数在 参数参考 > 任务.下面列出了很小一部分。

一般参数：

参数说明
NAV_RCL_ACT遥控失效保护模式（载具在失去遥控连接时的操作）--例如，进入保持模式、返回模式、终止等。
NAV_LOITER_RAD固定翼飞机悬停半径

相关参数 任务可行性检查:

参数说明
MIS_DIST_1WP如果当前航点距离原点的距离大于此值，则不会启动任务。如果值为 0 或更小，则禁用。
FW_LND_ANG最大着陆斜角。
mis_tkoo_land_req任务起飞/着陆要求配置。FW 和 VTOL 的默认设置都是 2，这意味着任务必须包含着陆。

任务指令 ​

在任务模式下，PX4 可接受以下 MAVLink 任务指令（部分指令可在任务模式下执行 注意事项在列表后给出）。除非另有说明，否则均按照 MAVLink 规范中的定义执行。

任务项目：

地理围栏定义

集结点

信息

如果发现遗漏或不正确的信息，请添加问题报告或 PR。 ::: info：

  • PX4 会解析上述信息，但这些信息并非必需 行动 例如，有些信息是针对载具类型的。例如，有些信息是针对特定载具类型的。
  • PX4 不支持用于任务指令的本地帧（如："......"）。 mav_frame_local_ned).
  • 并非所有信息/命令都能通过 QGroundControl.
  • 随着信息的添加，列表可能会过时。您可以通过检查代码来查看当前的设置。支持 MavlinkMissionManager::parse_mavlink_mission_item 于 /src/modules/mavlink/mavlink_mission.cpp.

圆形转弯航点间轨迹 ​

PX4 希望从上一个航点沿直线到达当前目标（它不会在航点之间规划任何其他类型的路径--如果您需要，可以通过添加额外的航点来模拟）。

载具将沿着平滑的圆形曲线驶向下一个航点（如果定义了航点），该曲线由接受半径 (NAV_ACC_RAD).下图显示了你可能想到的路径。

辐射

载具一旦进入接受半径，就会切换到下一个航点。这是由两个参数计算得出的 L1 距离决定的： NPFG_DAMPING 和 NPFG_PERIOD以及当前的地面速度。默认值约为 70 米。

等式是

L1distance=1πL1dampingL1period‖v→xyground‖

任务起飞 ​

使用任务起飞（和使用任务降落）开始飞行是自主操作飞机的推荐方式。

两者 跑道起飞 和 手控起飞 有关配置信息，请参阅 起飞模式 (FW).

起飞行为在起飞任务项目中定义，该项目对应于 mav_cmd_nav_takeoff MAVLink 命令。在任务执行过程中，飞行器将向该航点起飞并爬升，直至达到指定高度。然后接受任务项目，并开始执行下一个项目。

更具体地说，起飞任务项目定义了起飞航线和净空高度。航线是飞行器起点与任务项目中定义的水平位置之间的直线，而净空高度则是任务项目中的高度。

跑道起飞时 起飞 任务项目将使飞行器启动、加大电机油门并起飞。手动发射时，飞行器将启动，但只有在飞行器被抛出（检测到加速触发器）时才会加大油门。在这两种情况下，任务开始时都应将飞行器朝向起飞航点放置（或发射）。如果可能，应始终让飞行器迎风起飞。

信息

固定翼飞行任务需要 起飞 如果任务开始时飞行器已经在飞行，则起飞项目将被视为普通航点。

有关起飞性能和配置的更多信息，请参阅 起飞模式 (FW).

任务着陆 ​

固定翼飞机任务降落是自主降落飞机的推荐方式。可以在 QGroundControl 使用 固定翼飞机着陆模式.

如果可能，一定要计划好着陆，使其迎风进场。

以下各节将介绍着陆顺序、着陆中止和推移、安全注意事项以及配置。

着陆顺序 ​

着陆模式由一个停机航路点 (mav_cmd_nav_loiter_too_alt），然后是一个陆地航点 (mav_cmd_nav_land).这两个点的位置确定了着陆进近的起点和终点，从而确定了着陆进近的滑行斜率。

这种模式导致以下着陆顺序：

  1. 飞往着陆地点:飞机以当前高度飞向停机航点。
  2. 轨道下降至接近高度:在到达航点的闲置半径后，飞行器执行下降轨道，直到到达进场高度（闲置航点的高度）。飞行器继续在这一高度绕行，直到有一条通往着陆航点的切线路径，此时开始着陆进场。
  3. 着陆方式:飞机沿着着陆进场斜坡飞向着陆航点，直至达到照明弹高度。
  4. 照明弹:载具耀斑，直至着陆。

固定翼飞机着陆

着陆方式 ​

飞行器沿着着陆斜坡飞行（速度一般比巡航速度慢），直至达到照明弹高度。

请注意，滑行斜率是根据悬停航点和着陆航点的 3D 位置计算出来的；如果其角度超过参数 FW_LND_ANG 任务在上传时将被视为不可行而被拒绝。

影响着陆方式的参数如下。

参数说明
FW_LND_ANG可实现的最大着陆进场坡角。请注意，仍可通过着陆模式任务项指令更小的角度。
fw_lnd_earlycfg可选择在着陆下降轨道上部署着陆配置（如襟翼、扰流板、着陆空速）。
FW_LND_AIRSPD着陆时的校准空速设定点。
fw_flaps_lnd_scl着陆时的襟翼设置。
fw_lnd_thrtc_sc着陆高度时间常数系数（覆盖默认值 TECS 调试).

扩口/滚出 ​

燃烧包括从高度跟踪切换到浅下沉率设定点，以及对可指挥节流阀的限制，从而导致机头向上操纵，以减缓下降速度并产生较柔和的着陆。

燃烧高度是在最终进场时通过"撞击时间" (FW_LND_FL_TIME)和进场下降率。附加安全参数 FW_LND_FLALT 设定飞行器发射信号弹的最低高度（如果基于时间的高度太低，无法进行安全的信号弹操作）。

如果是腹部着陆，飞行器将继续处于点火状态，直到着陆、着陆检测和随后的解除。对于跑道着陆、 FW_LND_TD_TIME 可以设置耀斑开始后机头向下俯仰（例如考虑使用三脚架）到跑道上的时间（"......"）。RWTO_PSP)，避免弹跳。这一时间大致相当于着陆后耀斑的时间，应在耀斑调试后才在试飞中对特定机身进行调试。

影响燃烧的参数如下。

参数说明
FW_LND_FL_TIME撞击前的时间（以当前的下降速度），飞行器应在该时间点闪耀。
FW_LND_FL_SINK飞机在耀斑过程中将跟踪的浅下沉率。
FW_LND_FLALT飞机必须耀斑的最低离地高度。只有当基于时间的照明高度太低时才会使用。
FW_LND_FL_PMAX耀斑期间允许的最大俯仰角。
FW_LND_FL_PMIN耀斑过程中允许的最小俯仰角（当油门降至怠速设置时，通常需要避免为增加空速而指令的负俯仰角）。
FW_LND_TD_TIME信号弹发射后载具应将机头向下倾斜的时间。
RWTO_PSP跑道上的螺距设定点。对于三轮车齿轮，通常接近零。对于尾拖式飞机，则为正值。
FW_THR_IDLE怠速油门设置。载具将在整个熄火和滚出过程中保持这一设置。

中止 ​

操作员中止 ​

操作员可在最后进场的任何时候使用 mav_cmd_doo_goo_around 指挥部。在 QGroundControl 登陆时会出现一个弹出按钮来启用该功能。

放弃着陆会导致飞机爬升到以着陆航点为中心的轨道模式。飞机当前高度和飞行高度的最大值为飞行高度。 mis_lnd_abrt_alt 设定为相对于着陆航点（高于着陆航点）的终止轨道高度。在终止过程中，着陆配置（如襟翼、扰流板、着陆空速）被禁用，飞行器以巡航状态飞行。

为了安全起见，在耀斑过程中会禁用终止指令。操作员仍可通过切换到任何手动模式手动终止着陆，例如 稳定模式)，但需要注意的是，这样做是有风险的！

自动中止 ​

如果进行了配置，自动终止逻辑还可用于若干条件。可用的自动终止条件可通过位掩码参数启用 FW_LND_ABORT.自动终止标准的一个例子是距离传感器没有有效的量程测量。

警告

在没有距离传感器的情况下着陆 十分 气馁。使用 FW_LND_USETER 并选择 FW_LND_ABORT 将取消默认的距离传感器要求，但会因此退回到全球导航卫星系统的高度来确定点火高度，可能会过高或过低几米，从而可能导致机身损坏。

参数说明
mis_lnd_abrt_alt可指令中止轨道的陆地点上空的最低高度。
FW_LND_ABORT确定启用了哪些自动终止标准。
FW_LND_USETER允许在最后进场时使用距离传感器。

引导 ​

如果 GNSS 或地图存在细微差异导致进场偏移，操作员可在下列情况下（通过偏航杆）对着陆进场和滚出进行小幅手动调整 FW_LND_NUDGE 已启用。选项包括推移进场角度或完整进场路径。

在这两种情况下，载具都会保持全自动模式，跟踪移动后的进场矢量。 FW_LND_TD_OFF 可以确定预计着陆点向左或向右推移多远。偏航杆输入对应于推杆速率。一旦松开摇杆（速率为零），进场路径或角度将停止移动。

固定翼飞机着陆推杆

耀斑开始后，进场路径推移将被冻结。如果使用可操纵的前轮进行跑道着陆，则从耀斑开始到推出期间，偏航杆指令将直接传递到前轮，直至解除。请注意，如果启用了方向盘控制器FW_W_EN)，控制器会主动尝试将载具转向接近路径，即与操作员的偏航杆输入 "对抗"。

信息

不应使用点动来补充位置控制调整的不足。如果载具在确定的路径上经常出现跟踪性能不佳的情况，请参考 固定翼飞机控制调整指南 进行指导。

参数说明
FW_LND_NUDGE为固定翼飞机着陆启用推杆行为。
FW_LND_TD_OFF配置从指令着陆点出发的允许着陆横向偏移。
FW_W_EN启用机头方向盘控制器。

近地面安全限制 ​

在着陆模式下，距离传感器用于确定距离地面的远近，机身的几何形状用于计算滚动限制，以防止机翼撞击。

固定翼飞机着陆推杆

参数说明
FW_WING_SPAN机身翼展。
FW_WING_HEIGHT机翼距齿轮底部（如无齿轮，则机腹）的高度。

另请参见 ​