南京网站托管网络营销外包,软件开发外包价格,wordpress好看分页,网站建设与管理 教学设计经过前期内测调试#xff0c;ROS固定翼开源仿真平台今日正式上线#xff01;现平台除适配PX4ROS环境外#xff0c;也已实现APROS环境下的单机飞行控制仿真适配。欢迎大家通过文末链接查看项目地址以及具体使用手册。
1 平台简介
ROS固定翼仿真平台旨在实现固定翼无人机决策…经过前期内测调试ROS固定翼开源仿真平台今日正式上线现平台除适配PX4ROS环境外也已实现APROS环境下的单机飞行控制仿真适配。欢迎大家通过文末链接查看项目地址以及具体使用手册。
1 平台简介
ROS固定翼仿真平台旨在实现固定翼无人机决策、规划和控制仿真区别于传统基于Matlab/Simulink的仿真方案 高度封装平台将基础无人机控制算法封装为可复用的类从而有效简化了开发流程。同时对各类基础数据的获取进行了封装确保了数据访问的便捷性和一致性极大提升了开发效率和数据处理的稳定性。 分层解耦基于模块化的分层架构设计平台实现了规划层与控制层的解耦省去了底层控制器设计和动力学建模的复杂过程。用户只需专注于上层控制算法的编写避免了繁琐的底层细节降低了开发门槛提升了开发效率为用户提供了更为流畅和高效的仿真体验。 验证迅速用户无需接触底层 PX4 控制逻辑只需通过封装好的类接口读取状态数据并发送控制指令。同时底层控制机型可灵活切换使得验证过程更为迅速和高效极大提升了开发和测试的便捷性。
2 技术框架
我们对整体架构进行了二次修改完善了整体仿真流程也简化了仿真二次开发流程对于新手上手更加友好。 整体架构基于模块化设计将仿真功能拆分为3个ROS功能包uav_controller、single_demo、multi_demo以提高系统的可扩展性以及可维护性。
uav_controller 功能包封装了固定翼和垂直起降无人机的底层控制器支持姿态、位置和速度的精准控制。功能包提供了基于状态机设计的单机控制节点文件具备高度灵活性和可扩展性。通过启动该功能包中的单机控制节点用户可以实现一键起飞无人机、接收外部控制指令以及切换飞行模式为复杂飞行任务的实现提供了高效可靠的解决方案。single_demo 功能包旨在为用户提供单机数据的实例化获取是用户进行二次开发的主要入口和核心目录。该功能包包含了 spawn-uav.py 文件封装了常用的 MAVROS 话题数据订阅逻辑。用户只需在主程序中导入 uav 类即可通过调用其属性轻松获取无人机的状态数据如位置、速度、姿态等。这种高度封装的设计不仅降低了开发复杂度还显著提升了数据获取的便捷性和开发效率为用户的二次开发提供了强大的支持。multi_demo 功能包提供了一个 leader-follower 集群控制框架的实例支持灵活配置编队队形、领航者轨迹和跟随者数量。用户可以根据需求自由指定这些参数从而实现高度可定制的集群控制方案。该实例具有良好的扩展性便于用户在此基础上进行应用开发和功能拓展。 整体架构如下 整体流程为
从uav_controller中选择一款机型(固定翼、垂起)启动单机底层控制节点在single_demo中编写自己的上层控制代码启动上层控制节点仅需一条roslaunch指令即可开启仿真。
这样架构下用户只需要专心编写自己的上层控制代码底层控制节点可切换、可扩展。
3. demo演示
我们已经实现一些可供大家快速上手的demo演示
基于导航向量场方法的轨迹跟踪方法 demo演示圆形轨迹 demo演示螺旋上升 demo演示斜圆轨迹 基于无奇异点导航向量场方法的轨迹跟踪方法 demo演示李萨如曲线 demo演示多项式轨迹多项式轨迹轨迹可自定义 基于LQR控制器的多机leader-follower编队飞行控制 demo演示折线轨迹轨迹可自定义
4. 后续进展
后续计划
添加多机混合机型编队仿真适配APROS2以及PX4ROS2添加视觉、激光雷达等其他传感器支持。
5. 附录
项目地址 https://gitee.com/swiftwing007/swiftwing-simulation https://github.com/SwiftWing001/swiftwing-simulation 使用文档 https://swiftwing001.github.io/swiftwing-simulation-tutorial/
END
后续会陆续带来规划、控制相关的文章、仿真分享。 迅翼SwiftWing致力于固定翼技术共享汇聚固定翼领域技术极客推动固定翼技术持续创新
