无人机基于NOKOV动捕系统获取位置数据

环境

• 机载电脑

  • 系统：Ubuntu20.04 LST
  • ROS1：noetic
  • 飞控：PX4
  • mavros
  • QGroundControl

• 动捕系统电脑

  • 动捕配套软件：XING-NOKOV

关于系统、PX4、mavros、QGroundContorl等安装参考下面两篇文章：

• 从0制作自主空中机器人-3-【环境与常用软件安装】 | MGodmonkeyの世界
• 从0制作自主空中机器人-4-【PX4与Gazebo入门】 | MGodmonkeyの世界

1. 准备工作

1.1 动捕系统电脑

打开动捕系统软件XING-NOKOV，进行如下操作

• 标定与贴点：数据采集前准备：标定与贴点 (xiaoeknow.com)
• 刚体创建：锁帧->shift键框选5个点->右键创建刚体，名称: Tracker0
• 网络拓扑结构

1.2 机载电脑

通过ssh等工具连接上机载电脑，进行如下操作

• 打开QGroundContorl连接上无人机飞控，并进行PX4的配置

EKF2_AID_MASK = 24

EKF2_HGT_MODE = 2

PX4配置需要保存后重启QGroundContorl后才能生效

• 安装VRPN

sudo apt-get install ros-noetic-vrpn-client-ros		# 这里的noetic要根据机载电脑的ros版本进行修改

2. 操作步骤

公众号视频参考：PX4系统配置与操作演示 (xiaoeknow.com)

1. 通过VRPN将动捕数据广播出去

   打开动捕系统软件XING-NOKOV->Setting->勾选VRPN Enabled，并选中刚体Tracker0->数据单位设置为meters

2. 验证机载电脑是否能获取动捕数据，这里的10.1.1.198为动捕电脑IP

   roslaunch vrpn_client_ros sample.launch server:=10.1.1.198

如果未能获取到数据，先通过ping 10.1.1.198来检查是否存在网络问题

3. 机载电脑上运行下面的命令来将动捕数据发送给地面站QGroundContorl，这里的10.1.1.150为运行QGroundContorl主机的IP地址，一般为自己笔记本电脑的IP地址

roslaunch mavros px4.launch gcs_url:="udp://@10.1.1.150:14550"

4. 机载电脑上运行下面的命令来实现话题转发

rosrun topic_tools relay /vrpn_client_node/Tracker1/pose /mavros/vision_pose/pose

5. 验证是否正常

   • 查看动捕数据是否显示：AnalyzeTools -> MAVLINK Inspector -> VISION_POSITION_ESTIMATE/ODOMETRY
   
   • 查看QGroundContorl中飞行模式是否能切换为定点模式

参考：

• PX4官网： 利用视觉或运动捕捉系统进行位置估计

• Nokov应用相关博客：

  • Pixhawk+PX4+NOKOV+C++SDK动捕飞控方案

  • Pixhawk+PX4+NOKOV+VRPN动捕飞控方案

• NOKOV github：https://github.com/NOKOV-MOCAP