px4-vision-nav

name	px4-vision-nav
description	PX4 视觉导航与避障 - 光流定位、深度相机、激光雷达融合、视觉里程计
argument-hint	视觉导航 OR px4 vision OR 视觉避障 OR 光流定位
user-invocable	true

PX4 视觉导航技能

用于配置和使用基于视觉的定位、导航和避障功能

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何时使用

当需要以下帮助时使用此技能：

• 配置光流定位
• 设置视觉里程计
• 配置激光雷达避障
• 实现室内自主飞行

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快速参考

光流定位

QGC → Sensors → Optical Flow
→ 安装下视相机
→ 配置传感器

视觉里程计

# 使用 VIO
EKF2_AID_MASK |= 0b0010  # 启用视觉位置融合

# 配置视觉源
EKF2_EV_PRIO    # 视觉优先级
EKF2_EV_DELAY   # 视觉延迟

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光流配置

支持的传感器

传感器	接口	说明
PX4FLOW	I2C	官方光流模块
PMW3901	SPI	鼠标传感器
OA500VM	Serial	成品光流模块

配置步骤

1. 安装传感器

   • 朝下安装
   • 确保视野无遮挡

2. QGC 配置

   QGC → Sensors → Optical Flow
   → 点击 "Start Setup"
   → 按照提示校准
   

参数

# 启用光流
EKF2_OF_CTRL = 1

# 光流参数
EKF2_OF_PRIO   # 光流优先级
EKF2_OF_QMIN   # 光流质量最小值

# 测距仪参数 (必需)
EKF2_RNG_AID   # 启用测距融合
RNGFND_MAX_CM  # 最大测距范围

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视觉里程计 (VIO)

ROS 2 + VIO 设置

# 1. 安装 VIO 软件
# 例如: VINS-Fusion, OKVIS, etc.

# 2. 配置 MAVROS
# 发布视觉里程计到 /mavros/odometry/out

# 3. PX4 配置
EKF2_AID_MASK |= 0b0010  # 视觉位置
EKF2_EV_DELAY = 0        # 视觉延迟

# 4. 启用估计器
EKF2_HGT_MODE = 2        # 使用视觉高度

VIO 参数

# 视觉位置融合
EKF2_EV_PRIO = 50    # 优先级

# 视觉速度融合
EKF2_EV_VELO_PRIO = 50

# 外部位置重置
EKF2_EV_RESET_YAW = 1  # 允许重置航向

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激光雷达/测距仪

支持的传感器

类型	型号	接口
声学测距	MaxBotix	Serial
超声波	SRF02/HC-SR04	I2C
TOF 激光	TFmini, TF-Luna	Serial
激光雷达	RPLidar, LEO	Serial

配置

# 选择传感器类型
RNGFND_TYPE = 5  # 对应型号

# 配置参数
RNGFND_MAX_CM = 500    # 最大范围 (cm)
RNGFND_MIN_CM = 50     # 最小范围
RNGFND_QUALITY = 50     # 最小质量

# 测距融合
EKF2_RNG_AID = 1       # 启用测距辅助

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避障功能

基于测距仪的避障

# 启用避障
OBS_CTRL = 1

# 障碍物检测范围
OBS_R_MAX = 5      # 前向检测范围 (m)
OBS_R_MIN = 0.5    # 最小检测距离

# 避障策略
OBS_TYPE = 1       # 1=停止, 2=绕行

EKF 障碍物融合

# 在 EKF 中使用距离数据
EKF2_RNG_AID = 1

# 调整噪声参数
EKF2_RNG_NOISE = 0.1

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室内定位方案

推荐方案

方案	适用场景	精度
光流 + 测距	简单室内	10-30cm
VIO	复杂环境	1-5cm
UWB	大范围室内	10-30cm
AprilTag	已知环境	1-5cm

室内飞行配置

# 1. 禁用 GPS
EKF2_GPS_CTRL = 0

# 2. 启用视觉/光流
EKF2_AID_MASK = 0b0111

# 3. 设置高度源
EKF2_HGT_MODE = 3  # 视觉/测距

# 4. 调整参数
EKF2_NOAID_NOISE = 0.5  # 增加无GPS噪声

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常见问题

光流不工作

1. 检查安装方向
2. 检查地面纹理
3. 确认测距仪数据
4. 检查 EKF 配置

VIO 漂移

1. 校准相机内参
2. 检查时间同步
3. 调整延迟参数
4. 检查 IMU 外参

避障不触发

1. 检查传感器数据
2. 调整检测距离参数
3. 确认障碍物大小
4. 检查模式设置

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相关文档

• PX4 光流
• 测距仪
• EKF 估计器