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前言

PX4固件版本：1.12.3稳定版，1.14.0稳定版

一、OFFBOARD控制

在PX4中OFFBOARD模式可以直接给入期望的控制量，从而实现无人机的自主控制，包括位置、速度、加速度、姿态角、姿态角速度和控制力矩。

1. 进入OFFBOARD模式并解锁

    vehicle_status_s _status;
    vehicle_command_s _command = {
    };
    offboard_control_mode_s ocm{
    };
    uORB::Publication<offboard_control_mode_s>		_offboard_control_mode_pub{
    ORB_ID(offboard_control_mode)};
    uORB::Publication<vehicle_command_s>		_vehicle_command_pub{
    ORB_ID(vehicle_command)};
   uORB::Subscription _vehicle_status_sub{
    ORB_ID(vehicle_status)};
    _vehicle_status_sub.copy(&_status);
    _command.target_system = _status.system_id;
    _command.target_component = _status.component_id;
    ocm.timestamp = hrt_absolute_time(); 
    _offboard_control_mode_pub.publish(ocm);
    _command.command =vehicle_command_s::VEHICLE_CMD_DO_SET_MODE;
    _command.param1=1.0f;
    _command.param2 = PX4_CUSTOM_MAIN_MODE_OFFBOARD;
    _command.timestamp = hrt_absolute_time();
    _vehicle_command_pub.publish(_command);
    usleep(10000);
   _command.command = vehicle_command_s::VEHICLE_CMD_COMPONENT_ARM_DISARM;
   _command.param1 = 1.0f;
   _command.timestamp = hrt_absolute_time();
   _vehicle_command_pub.publish(_command);

其中offboard_control_mode消息是OFFBOARD模式的心跳包，必须以最低2Hz的频率发布，注意发布时必须赋值系统时间戳，否则会自动推出OFFBOARD模式，切换OFFBOARD模式并解锁是利用vehicle_command消息来实现的，将command 成员赋值为vehicle_command_s::VEHICLE_CMD_DO_SET_MODE，然后将param1赋值为1.0f，将param2 赋值为PX4_CUSTOM_MAIN_MODE_OFFBOARD即可切换为OFFBOARD模式。解锁则是将command赋值为vehicle_command_s::VEHICLE_CMD_COMPONENT_ARM_DISARM，将param1 赋值为1.0f并发布。
OFFBOARD模式属于PX4的主模式，进入其他主模式与之相同，其他主模式有

2. 发布控制量

我这里以本地位置为例

vehicle_local_position_setpoint_s sp_local{
    };
uORB::Publication<vehicle_local_position_setpoint_s>	_trajectory_setpoint_pub{
    ORB_ID(trajectory_setpoint)};
            sp_local.x=0;
            sp_local.y=0;
            sp_local.z=-5;
            sp_local.timestamp = hrt_absolute_time();
            _trajectory_setpoint_pub.publish(sp_local);
           ocm.position=true;
           ocm.timestamp = hrt_absolute_time();
            _offboard_control_mode_pub.publish(ocm);

由于是发布的期望位置，因此需要将ocm.position置为true，同时赋值trajectory_setpoint消息并发布，无人机将按期望的位置进行飞行。需要注意的是，期望的位置需要不停的发布，否则无人机也不能按期望的位置飞行。并且只有在OFFBOARD模式下，发布这些值才有效
我这里是让飞机原地上升5米，如果想控制其他的状态，可以使用这个消息的其他成员，包括位置、速度、加速度、偏航角、偏航角速度、推力。如下：

二、COMMAND控制

COMMAND话题提供了很多控制接口

1.模式切换

以降落模式为例

如果想让无人机自动降落，可以用command消息将飞行模式设置为LAND模式即可，LAND模式属于从模式，因此需要设置参数如下

_command.command =vehicle_command_s::VEHICLE_CMD_DO_SET_MODE;
_command.param1=1.0f;
_command.param2 = PX4_CUSTOM_MAIN_MODE_AUTO;
_command.param3 = PX4_CUSTOM_SUB_MODE_AUTO_LAND;

如果需要设置为其他从模式，方法同设置land模式一样，其他从模式如下：

2.垂起模式切换

  垂起无人机存在旋翼和固定翼两种飞行模式，切换方法如下
  旋翼切换到固定翼

_command.command = vehicle_command_s::VEHICLE_CMD_DO_VTOL_TRANSITION;
_command.param1 = 4.0f;
_vehicle_command_pub.publish(_command);

固定翼切换到旋翼

_command.command = vehicle_command_s::VEHICLE_CMD_DO_VTOL_TRANSITION;
_command.param1 = 3.0f;
_vehicle_command_pub.publish(_command);

也可以通过文件commander.cpp中的send_vehicle_command进行发送

以垂起切换为例

send_vehicle_command(vehicle_command_s::VEHICLE_CMD_DO_VTOL_TRANSITION,
				     (float)(status.vehicle_type == vehicle_status_s::VEHICLE_TYPE_ROTARY_WING ?
					     vtol_vehicle_status_s::VEHICLE_VTOL_STATE_FW :
					     vtol_vehicle_status_s::VEHICLE_VTOL_STATE_MC));

函数send_vehicle_command
第一个参数vehicle_command_s::VEHICLE_CMD_DO_VTOL_TRANSITION就是一个标志位

第二个参数vtol_vehicle_status_s::VEHICLE_VTOL_STATE_FW :也是一个标志位，值是4，表示由旋翼切到固定翼，如果有固定翼切到旋翼，就是3.

参看send_vehicle_command函数可以知道，这个函数是通过发布vehicle_command_s切换模式，我们也可以直接通过发布这个话题实现切换，主要注意两点
一个是vcmd.command = cmd，也就是vcmd.command=vehicle_command_s::VEHICLE_CMD_DO_VTOL_TRANSITION
还有vcmd.param1 = param1;也就是
vcmd.param1 = 3的话就是切到旋翼=4就是切到固定翼。这两个赋值之后再对

vcmd.source_system = vehicle_status_sub.get().system_id;
	vcmd.target_system = vehicle_status_sub.get().system_id;
	vcmd.source_component = vehicle_status_sub.get().component_id;
	vcmd.target_component = vehicle_status_sub.get().component_id;

	vcmd.timestamp = hrt_absolute_time();

这些赋值完就可以发布了。发布之后就可以切换模式了

static bool send_vehicle_command(uint16_t cmd, float param1 = NAN, float param2 = NAN, float param3 = NAN,
				 float param4 = NAN, float param5 = NAN, float param6 = NAN, float param7 = NAN)
{
	vehicle_command_s vcmd{};

	vcmd.param1 = param1;
	vcmd.param2 = param2;
	vcmd.param3 = param3;
	vcmd.param4 = param4;
	vcmd.param5 = (double)param5;
	vcmd.param6 = (double)param6;
	vcmd.param7 = param7;

	vcmd.command = cmd;

	uORB::SubscriptionData<vehicle_status_s> vehicle_status_sub{ORB_ID(vehicle_status)};
	vcmd.source_system = vehicle_status_sub.get().system_id;
	vcmd.target_system = vehicle_status_sub.get().system_id;
	vcmd.source_component = vehicle_status_sub.get().component_id;
	vcmd.target_component = vehicle_status_sub.get().component_id;

	vcmd.timestamp = hrt_absolute_time();

	uORB::PublicationQueued<vehicle_command_s> vcmd_pub{ORB_ID(vehicle_command)};

	return vcmd_pub.publish(vcmd);
}

如果不知道自己想切换的模式的command和param是多少，可以查看commander.cpp文件里是怎么赋值的

3.输出PWM控制舵机

（这种方法只在老版本PX4中可以，新版不行）
param1 设置舵机通道、param2设置PWM值

_command.command = vehicle_command_s::VEHICLE_CMD_DO_SET_SERVO;
_command.param1 = 舵机通道;
_command.param2 = PWM值;
_vehicle_command_pub.publish(_command);

三、PWM输出接口

（这种方法只在老版本PX4中可以，新版不行）
1.先在机架启动脚本中设置PWM引脚（这步不做的话无法输出PWM波）
以450机架为例
其原来的设置如下

set MIXER quad_x
set PWM_OUT 1234

只设置了四个通道

改成如下

set MIXER quad_x
set PWM_OUT 12345678
set PWM_AUX_OUT 123456
set MIXER_AUX dodeca_bottom_cox

设置ＰＷＭ通道，同时设置一个辅助混控
这样的话就将其他的通道设置用来输出PWM波

2.调用驱动接口
在自己的线程中添加如下

#include <drivers/drv_pwm_output.h>
#define PX4FMU_DEVICE_PATH	"/dev/px4fmu"

    int fd = open(PX4FMU_DEVICE_PATH, O_RDWR);//fd打开的是FMU通道
    if (fd < 0) {
    
                errx(1, "open fail");
        }
    if (ioctl(fd, PWM_SERVO_GET_COUNT, (unsigned long)&servo_count) != 0) {
    
                err(1, "Unable to get servo count\n");
        }    
        nt i=6;//i代表第几个PWM通道
  ret=ioctl(fd, PWM_SERVO_SET(i), 1000);//PWM值为1000-2000都可以
            if (ret != OK) {
    
                      PX4_ERR("PWM_SERVO_SET(%d)", i);
                            }

新版固件自定义PWM输出控制可以参考B站《超维空间科技》，使用actuator控制