无人机避障——大疆与Airsim中的角速度信息订阅获取

时间：2024-11-06 17:20:49

本文先将Airsim仿真中的角速度信息获取弄好，然后再将大疆SDK中的角速度话题订阅一下，并验证获取角速度信息，后续为DWA动态窗口法替代PID作为局部路径规划做足准备。

Airsim中的角速度信息获取

Airsim无人机状态获取：getMultirotorState

 无人机状态类

 class MultirotorState(MsgpackMixin):
     collision = CollisionInfo()                 # 碰撞信息
     kinematics_estimated = KinematicsState()    # 状态信息
     gps_location = GeoPoint()                   # GPS 信息
     timestamp = np.uint64(0)                    # 时间戳
     landed_state = LandedState.Landed           # 是否是降落状态
     rc_data = RCData()                          # 遥控器数据
     ready = False
     ready_message = ""
     can_arm = False

动力学信息状态类 

 class KinematicsState(MsgpackMixin):
     position = Vector3r()               # 位置
     orientation = Quaternionr()         # 姿态角
     linear_velocity = Vector3r()        # 速度
     angular_velocity = Vector3r()       # 机体角速率
     linear_acceleration = Vector3r()    # 加速度
     angular_acceleration = Vector3r()   # 机体角加速度

动力学信息： 

angular_acceleration		# 角加速度
	x_val:	滚转角加速度
	y_val:	俯仰角加速度
	z_val:	偏航角加速度
angular_velocity    		# 角速度
	x_val:	滚转角速度
	y_val:	俯仰角速度
	z_val:	偏航角速度
linear_acceleration 		# 加速度
	x_val:	x轴方向加速度（正北）
	y_val:	y轴方向加速度（正东）
	z_val:	z轴方向加速度（地面）
linear_velocity     		# 速度
	x_val:	x轴方向速度（正北）
	y_val:	y轴方向速度（正东）
	z_val:	z轴方向速度（地面）
position            		# 位置
	x_val:	x轴方向位置（正北）
	y_val:	y轴方向位置（正东）
	z_val:	z轴方向位置（地面）

 状态订阅使用方法：

    fly_state = client.getMultirotorState()

    vel_x = fly_state.kinematics_estimated.linear_velocity.x_val
    vel_y = fly_state.kinematics_estimated.linear_velocity.y_val
    vel_z = fly_state.kinematics_estimated.linear_velocity.z_val

    x = fly_state.kinematics_estimated.orientation.x_val
    y = fly_state.kinematics_estimated.orientation.y_val
    z = fly_state.kinematics_estimated.orientation.z_val
    w = fly_state.kinematics_estimated.orientation.w_val

    vel_x_self = (1-2*(y**2)-2*(z**2))*vel_x    + (2*x*y - 2*z*w)*vel_y             + (2*x*z + 2*y*w)*vel_z
    vel_y_self = (2*x*y + 2*z*w)*vel_x          + (1 - 2*(x**2) - 2*(z**2))*vel_y   + (2*y*z - 2*x*w)*vel_z
    vel_z_self = (2*x*z - 2*y*w)*vel_x          + (2*y*z + 2*x*w)*vel_y             + (1-2*(x**2)-2*(y**2))*vel_z
    
    return vel_x_self,vel_y_self,vel_z_self

运行结果：

 具有角速度的数据，说明Airsim中角速度订阅正确，这边对我后续算法有帮助的其实只有偏航角

单位：

根据实际测试结果是rad/s

方向：

顺时针为正，逆时针为负

参考资料： 

Airsim无人机状态获取getMultirotorState-****博客

 AirSim学习日志 6-无人机状态读取_airsim角度测量-****博客

大疆无人机中的角速度信息读取

 大疆无人机中角速度的两个话题：

 相关查询：

DJI Onboard SDK: Telemetry Topics

 话题TOPIC_ANGULAR_RATE_FUSIONED与TOPIC_ANGULAR_RATE_RAW 

类型名定义： 

TypeMap<TOPIC_ANGULAR_RATE_FUSIONED>::type           angle_velocity;

进行订阅相关信息： 

djtele.angle_velocity     = vehicle->subscribe->getValue<TOPIC_ANGULAR_RATE_FUSIONED>();

在修改完代码以后，记得在build文件夹下make一下，不然还是之前代码的效果。 

 重新运行代码就有了角速度的消息了：

单位：

根据官方SDK和实测数据显示，单位为rad/s

方向：

根据实测数据显示，顺时针为正，逆时针为负

参考资料：

DJI Onboard SDK: Telemetry Topics

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