miuav PX4 飞行模式与任务技能
用于配置和理解 PX4 各种飞行模式
何时使用
当需要以下帮助时使用此技能：
- 了解多旋翼飞行模式
- 配置飞行模式切换
- 规划自主任务航线
- 设置 Offboard 模式
快速参考
多旋翼飞行模式
| 模式 | 说明 | 用途 |
|---|---|---|
| 手动 | 手柄/RC 控制 | 测试、机动飞行 |
| 姿态 | 保持姿态，自稳 | 新手练习 |
| 高度 | 保持高度，位置自由 | 过渡模式 |
| 位置 | 保持位置和高度 | 自动飞行基础 |
| 任务 | 执行预设航线 | 自主巡检、测绘 |
| Offboard | 外部计算机控制 | 自主导航、避障 |
模式说明
手动模式 (Manual)
- 遥控器直接控制电机输出
- 无任何稳定辅助
- 仅用于调试
姿态模式 (Stabilized)
- 遥控器控制翻滚/俯仰角度
- 高度由油门控制
- 飞控保持水平稳定
高度模式 (Altitude)
- 位置模式下限制水平移动
- 保持设定高度
- 适合手动导航
位置模式 (Position)
- 保持位置和高度
- 支持 GPS 导航
- 最常用的自动模式
任务模式 (Mission)
- 执行 QGC 规划的任务
- 自动航线飞行
- 支持航点、航点动作
Offboard 模式
- 由外部计算机通过 MAVLink 控制
- 发送位置/速度/姿态目标
- 需要位置定位可用
飞行模式配置
通过 RC 切换
QGC → Settings → Flight Modes
- 选择通道 (通常 CH5)
- 为每个开关位置分配模式
通过 MAVLink 切换
# 切换到位置模式
mavlink send COMMAND_LONG
command: MAV_CMD_DO_SET_MODE
mode: 4 # PX4_MODE_POSITION
任务规划
创建任务
- 打开 QGroundControl
- 点击 "Plan" 标签
- 在地图上添加航点
- 设置每个航点的动作
- 发送任务到飞控
航点类型
| 类型 | 说明 |
|---|---|
| Waypoint | 飞向目标点 |
| Takeoff | 起飞 |
| Land | 降落 |
| RTL | 返回起飞点 |
| Loiter | 盘旋 |
| Condition | 条件等待 |
航点动作
# 设置盘旋圈数
LOITER_TIME
# 设置停留时间
LOITER_TIME
# 拍照 (触发相机)
DO_SET_CAMERA_TRIGGER
# 挂载控制
DO_MOUNT_CONTROL
Offboard 模式
ROS 2 + MAVROS
# 启动 MAVROS
ros2 launch mavros px4.launch fcu_url:="udp://:14540@"
Offboard 控制示例 (Python)
from pymavlink import mavutil
# 连接飞控
master = mavutil.mavlink_connection('udp:localhost:14540')
# 请求 Offboard 模式
master.mav.set_mode_send(
master.target_system,
mavutil.mavlink.MAV_MODE_FLAG_CUSTOM_MODE_ENABLED,
4) # Offboard mode
# 发送位置目标
master.mav.set_position_target_local_ned_send(
0, # 时间戳
master.target_system,
master.target_component,
mavutil.mavlink.MAV_FRAME_LOCAL_NED,
0b110111000000, # 类型掩码
10, 0, -5, # 位置 (x, y, z)
0, 0, 0, # 速度
0, 0, 0, # 加速度
0, 0) # 偏航
安全功能
失效保护
QGC → Settings → Safety
- 低电量返航
- 失控保护
- 地理围栏
- 任务失效保护
地理围栏
# 启用地理围栏
FENCE_ENABLE = 1
# 设置边界
FENCE_RADIUS # 最大距离
FENCE_ALT_MAX # 最大高度
模式切换条件
自动切换触发
- 电池低电量 → RTL/降落
- GPS 丢失 → 高度模式/降落
- 信号丢失 → RTL
- 地理围栏触发 → RTL
参数参考
# 默认飞行模式
COM_FLIGHTMODE
# Offboard 超时
COM_OF_TIMEOUT
# 任务持续时间
MIS_DIST_1WP # 航点触发距离
MIS_DIST_WPS # 全任务距离