文章目录
前言
4.1 购买什么
4.2 硬件设置
4.3 VOXL 摄像机配置
4.4 自动驾驶仪配置
4.4.1 使用 OpticalFlow 进行 EKF3 光源转换
4.5 视频
前言
本文介绍了如何将 ModalAI VOXL-CAM 与 ArduPilot 配合使用，以替代 GPS，从而实现 Loiter、PosHold、RTL、Auto 等定位控制模式。
VOXL-CAM 中的 VOXL 电路板可以单独(individually )购买，作为配套计算机使用。此外，还可提供更新、功能更强大的 VOXL 2 配套计算机(VOXL 2 companion computer )。
！Note
ArduPilot 4.3（及更高版本）支持 VOXL 摄像头。
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4.1 购买什么
- VOXL CAM + TOF Dev Kit
- Flight Controller Telemetry Cable
- Optionally an 8GB or larger SD Card
4.2 硬件设置
如上图所示，将 VOXL 摄像机连接到自动驾驶仪。在这些说明中使用的是自动驾驶仪的 Telem2 端口。
将 VOXL 摄像头安装在飞行器前部，使 Wifi 天线从摄像头底部伸出。
4.3 VOXL 摄像机配置
ModalAI’s VOX-CAM setup instructions here
让相机正常工作的最基本步骤包括：
- 在 Ubuntu 工作站上设置 adb(Setup adb)；
- 将摄像机连接到 Ubuntu 工作站，启动 adb shell 并运行 voxl-configure-vision-px4(run voxl-configure-vision-px4)（注：当要求输入 IP 地址时，可直接按 <enter> 键）；
- 运行“systemctl enable voxl-mavlink-server”配置 mavlink 服务器自动启动；
- 可选择运行“systemctl status voxl-vision-px4”(run “systemctl status voxl-vision-px4”)来检查 VOXL 是否正在生成良好的位置估计值。
4.4 自动驾驶仪配置
用地面站（如任务规划器）连接自动驾驶仪，检查是否设置了以下参数：
- SERIAL2_PROTOCOL = 2（MAVLink2）。请注意，这假定摄像机已连接到自动驾驶仪的“Telem2”端口；
- SERIAL2_BAUD = 921（921600 波特）；
- 可选择设置 SERIAL2_OPTIONS = 1024（不转发 mavlink 至/从），禁止将摄像机的里程测量信息发送至 GCS；
- 可选择设置 SR2_EXTRA3 = 0，禁止向摄像机发送 SYSTEM_TIME 信息，因为已知 SYSTEM_TIME 会导致摄像机丢失位置估计值（例如，质量降为-1）。请注意，这需要将摄像机连接到自动驾驶仪的第二个 mavlink 端口（例如通常的 Telem2）；
- VISO_TYPE = 3 (voxl)；
- 将 VISO_POS_X、VISO_POS_Y、VISO_POS_Z 设置为相机在无人机上相对于重心的位置。详见传感器位置偏移补偿(sensor position offset compensation)；
- 可选择将 VISO_QUAL_MIN 增至 10（或更高），以便仅在质量为 10%（或更高）时才消耗相机的估计值。
如果只使用 VOXL 摄像机进行位置估算和航向（例如不使用 GPS）：
- EK3_SRC1_POSXY = 6 (ExternalNav)；
- EK3_SRC1_VELXY = 6 (ExternalNav)；
- EK3_SRC1_POSZ = 6 (ExternalNav)；
- EK3_SRC1_VELZ = 6 (ExternalNav)；
- EK3_SRC1_YAW = 6 (ExternalNav)。
修改参数后，重启自动驾驶仪。与地面站连接，（如果使用任务规划器）在地图上单击鼠标右键，选择“在此设置原点”、“在此设置 EKF 原点”，告诉 ArduPilot 飞行器的位置，它就会立即出现在地图上。
用于室内/室外转换（例如室内使用 VOXL 摄像头，室外使用 GPS+指南针）：
- EK3_SRC1_POSXY = 3 (GPS)；
- EK3_SRC1_VELXY = 3 (GPS)；
- EK3_SRC1_POSZ = 1 (Baro)；
- EK3_SRC1_VELZ = 0 (None)；
- EK3_SRC1_YAW = 1 (Compass)；
- EK3_SRC2_POSXY = 6 (ExternalNav)；
- EK3_SRC2_VELXY = 6 (ExternalNav)；
- EK3_SRC2_POSZ = 6 (ExternalNav)；
- EK3_SRC2_VELZ = 6 (ExternalNav)；
- EK3_SRC2_YAW = 6 (ExternalNav)；
- RC6_OPTION = 90（EKF Pos 信号源）允许飞行员使用通道 6 在信号源 1（如 GPS+指南针）和信号源 2（如 VOXL 摄像机）之间切换。开关的低位置为源 1（GPS+指南针），中间位置为源 2（如 VOXL），高位置为源 3（如无），这将导致 EKF 失去位置估计并触发 EKF 故障安全。为避免飞行员错误触发 EKF 故障保护，您可能需要将 EK3_SRC1_xxx 或 EK2_SRC2_xxx 复制到 EK3_SRC3_xx；
- RC7_OPTION = 80（Viso Align）允许飞行员在飞行前使用通道 7 将摄像机的偏航与 AHRS/EKF 偏航重新对齐。起飞前重新调整偏航是个好主意，否则可能会发生位置失控（又称“厕所保龄球”）。
修改参数后，重新启动自动驾驶仪。
有关 GPS/Non-GPS 转换的更多详情，请点击此处(GPS/Non-GPS Transitions can be found here)。
为了在 VOXL 出现故障时使用光流和测距仪作为备份，这里提供了一个用于外部导航/光流转换的 Lua 小程序(ExternalNav/Optical flow transitions is here)。
4.4.1 使用 OpticalFlow 进行 EKF3 光源转换
如果需要在外部导航流和光学流之间切换，请参阅外部导航流/光学流转换(ExternalNAV/Optical Flow Transitions)。
