地形跟踪/保持 & 测距仪

PX4 支持 地形跟踪地形保持定位(POSITION)高度模式关于 多旋翼机多旋翼 模式下的 VTOL 飞行器距离传感器.

PX4 还支持使用 距离传感器 作为 高度数据的主要来源 在任何模式下,无论是一直飞行,还是在低空低速飞行 (范围辅助).

PX4 不支持任务中的地形跟踪。 QGroundControl 可用于定义以下任务 跟随地形(这只是根据地形高度设置航点高度,航点的地形高度是从地图数据库中获取的)。

地形跟踪

地形跟踪 使飞行器在低空飞行时自动保持相对恒定的离地高度。这对于避开障碍物和在不同地形上飞行时保持恒定高度(如航拍)非常有用。

该功能可在 定位(POSITION)高度模式关于 多旋翼机多旋翼 模式下的 VTOL 飞行器距离传感器.

何时 以下地形 启用该功能后,PX4 将使用 EKF 估算器的输出提供高度估算,并使用估算的地形高度(通过使用另一个估算器进行距离传感器测量计算得出)提供高度设定点。随着与地面距离的变化,高度设定点也会随之调整,以保持离地高度不变。

在较高海拔地区(当估计器报告距离传感器数据无效时),载具会切换到 海拔通常会在平均海平面 (AMSL) 以上近乎恒定的高度飞行,使用气压计获取高度数据。

更确切地说,载具将使用 高度数据的主要来源 根据 EKF2_HGT_MODE.默认情况下,这是晴雨表。

通过设置 MPC_ALT_MODE1.

地形保持

地形保持 当飞行器在低空水平静止时,使用距离传感器可帮助飞行器在高度控制模式下更好地保持距地面的恒定高度。这样,飞行器就能避免因气压计漂移或转子冲刷对气压计的过度干扰而导致的高度变化。

该功能可在 定位(POSITION)高度模式关于 多旋翼机多旋翼 模式下的 VTOL 飞行器距离传感器.

水平移动时 (速度 >; mpc_hold_max_xy),或超过距离传感器提供有效数据的高度,载具将切换到 海拔.

通过设置 MPC_ALT_MODE2.

地形保持 的实现类似于 以下地形.它使用 EKF 估算器的输出来提供高度估算,并使用估算的地形高度(使用单独的单态地形估算器通过距离传感器测量计算得出)来提供高度设定点。如果与地面的距离因外力而发生变化,高度设定点将进行调整,以保持离地高度不变。

作为主要高度源的距离传感器

通过 PX4,您可以将距离传感器设置为 "0 "或 "0"。 高度数据的主要来源 (在任何飞行模式/飞行器类型下)。在没有气压计的情况下,或在飞行器处于以下情况时,这可能会很有用 保证 只在接近平坦的表面(如室内)飞行。

大多数情况下,默认和首选的高度传感器是气压计(如有)。

当使用距离传感器作为高度的主要来源时,飞行者应注意:

  • 飞越障碍物会导致估算器拒绝测距仪数据(由于内部数据一致性检查),这可能会导致估算器在纯粹依赖加速度计估算时无法很好地保持高度。

    当载具以接近恒定的离地高度爬坡时,可能会出现这种情况,因为测距仪的高度不会改变,而加速度计估计的高度会改变。
    ECL 会执行创新一致性检查,其中考虑到测量和当前状态之间的误差,以及状态的估计方差和测量本身的方差。如果检查失败,测距仪数据将被拒绝,高度将由加速度计估算。数据不一致 5 秒钟后,估算器将重置状态(本例中为高度),使其与当前的测距传感器数据相匹配。例如,如果载具下降,或者如果估计高度偏移以匹配测距仪的测量高度,测量结果也可能再次保持一致。

  • 当地 NED 的原产地将随地面水平上下移动。
  • 测距仪在凹凸不平的表面(如树木)上的性能可能很差,导致数据嘈杂且不一致。这也会导致高度保持不佳。

该功能通过设置启用: ekf2_hgt_mode=2.

范围辅助

范围辅助 在低速/低空运行时,使用距离传感器作为高度估计的主要数据源,但在其他情况下,将使用在 EKF2_HGT_MODE (通常是气压计)。它主要用于 起落在气压计设置的情况下,转子冲刷干扰过大,会破坏 EKF 状态估计。

当载具静止时,测距仪还可用于改善高度保持。

地形保持 建议 范围辅助 用于地形保持。这是因为地形保持使用普通的 ECL/EKF 估算器来确定高度,在大多数情况下,这通常比距离传感器更可靠。

范围辅助 通过设置 EKF2_RNG_AID=1 (当高度数据的主要来源 (EKF2_HGT_MODE)是 测距仪)。

使用 EKF2_RNG_A_ 参数

  • ekf2_rng_a_vmax:最大水平速度,超过此速度将禁用测距辅助功能。
  • ekf2_rng_a_hmax:最大高度,超过此高度将禁用测距辅助功能。
  • ekf2_rng_a_igate:测距仪一致性检查 "gate"(测距仪禁用前的误差测量)。
© PX4 开发团队。许可证 CC BY 4.0            已更新:2024-02-13 22:49:01

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