用ros 实现一个无人机飞点程序

时间: 2023-12-09 07:03:09 浏览: 137
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基于ROS的无人机飞行控制系统

star3星 · 编辑精心推荐
好的,下面是一个简单的基于ROS的无人机飞点程序,它可以让无人机从初始位置飞到目标点并降落。需要注意的是,这个程序只是一个示例,实际应用中需要根据具体的硬件和场景进行适当的修改和调整。 1. 安装ROS和相关依赖 首先需要安装ROS和相关依赖,例如mavros和mavlink等。 2. 连接无人机 将无人机连接到电脑,启动mavros节点,建立与无人机的通信。 3. 编写飞点程序 ```python #!/usr/bin/env python import rospy from mavros_msgs.msg import State from mavros_msgs.srv import SetMode, CommandBool from geometry_msgs.msg import PoseStamped from math import sqrt, pow class Drone: def __init__(self): rospy.init_node('drone_node') self.current_state = State() self.target_position = PoseStamped() self.local_position = PoseStamped() self.current_yaw = 0.0 self.yaw_tolerance = 0.1 self.position_tolerance = 0.2 self.rate = rospy.Rate(10) # Subscribe to state and local position topics rospy.Subscriber('/mavros/state', State, self.state_callback) rospy.Subscriber('/mavros/local_position/pose', PoseStamped, self.local_position_callback) # Set up services for arming and setting mode self.set_mode_client = rospy.ServiceProxy('/mavros/set_mode', SetMode) self.arm_client = rospy.ServiceProxy('/mavros/cmd/arming', CommandBool) # Set up publisher for sending target position self.target_position_pub = rospy.Publisher('/mavros/setpoint_position/local', PoseStamped, queue_size=10) def state_callback(self, msg): self.current_state = msg def local_position_callback(self, msg): self.local_position = msg def set_target_position(self, x, y, z, yaw): self.target_position.pose.position.x = x self.target_position.pose.position.y = y self.target_position.pose.position.z = z self.current_yaw = yaw def distance_to_target(self): dx = self.target_position.pose.position.x - self.local_position.pose.position.x dy = self.target_position.pose.position.y - self.local_position.pose.position.y dz = self.target_position.pose.position.z - self.local_position.pose.position.z return sqrt(pow(dx, 2) + pow(dy, 2) + pow(dz, 2)) def yaw_difference(self): dyaw = self.current_yaw - self.get_local_yaw() if dyaw > 3.14159: dyaw -= 2*3.14159 elif dyaw < -3.14159: dyaw += 2*3.14159 return dyaw def get_local_yaw(self): orientation_q = self.local_position.pose.orientation orientation_list = [orientation_q.x, orientation_q.y, orientation_q.z, orientation_q.w] _, _, yaw = euler_from_quaternion(orientation_list) return yaw def arm(self): self.arm_client(True) def disarm(self): self.arm_client(False) def set_mode(self, mode): self.set_mode_client(custom_mode=mode) def set_target_yaw(self, yaw): self.current_yaw = yaw def send_target_position(self): self.target_position_pub.publish(self.target_position) def move_to_target_position(self): # Arm the drone self.arm() # Wait for connection to be established while not self.current_state.connected: self.rate.sleep() # Set mode to guided self.set_mode('GUIDED') # Wait for mode to be set while not self.current_state.mode == 'GUIDED': self.rate.sleep() # Move to target position self.set_target_yaw(0.0) self.set_target_position(0.0, 0.0, 2.0, 0.0) while self.distance_to_target() > self.position_tolerance: self.send_target_position() self.rate.sleep() # Rotate to target yaw self.set_target_yaw(1.57) while abs(self.yaw_difference()) > self.yaw_tolerance: self.send_target_position() self.rate.sleep() # Move to target position self.set_target_position(2.0, 0.0, 2.0, 1.57) while self.distance_to_target() > self.position_tolerance: self.send_target_position() self.rate.sleep() # Move to ground level self.set_target_position(2.0, 0.0, 0.0, 1.57) while self.distance_to_target() > self.position_tolerance: self.send_target_position() self.rate.sleep() # Disarm the drone self.disarm() ``` 在这个程序中,我们首先定义了一个名为 Drone 的类,用来封装无人机的状态、目标位置和相关操作。在类的初始化函数中,我们初始化了ROS节点,设置了状态和位置的回调函数,以及一些参数和服务。 在类中,我们定义了一些函数来实现无人机的控制。例如,set_target_position() 函数用来设置目标位置,distance_to_target() 函数用来计算当前位置和目标位置之间的距离,yaw_difference() 函数用来计算当前偏航角和目标偏航角之间的差距等。 最后,在 move_to_target_position() 函数中,我们实现了无人机从初始位置飞到目标点并降落的过程。具体来说,我们首先将无人机解锁并设置为 GUIDED 模式,然后将无人机移动到目标位置,旋转到目标偏航角,再次移动到目标位置并降落,最后将无人机锁定。在这个过程中,我们使用了上述函数来控制无人机的位置和姿态,并使用 send_target_position() 函数将目标位置发送到无人机。 4. 运行程序 在完成程序编写后,运行程序并观察无人机的运动。需要注意的是,实际应用中需要根据具体的硬件和场景进行适当的修改和调整。同时,需要注意安全,确保无人机的飞行不会危及人员和财产安全。
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