PixHawk PX4:UBX协议与配对信标 | Marvelmind

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PixHawk PX4:UBX协议与配对 信标 | Marvelmind

▶ 3:04
📅 2020-10-20

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航向与方向跟踪:工作原理

本技术指南介绍Marvelmind的MMSW0003 UBX协议 许可。借助它,运行PX4的PixHawk可以接收来自移动 Super-Beacon 的位置数据,并用配对 信标提供的航向信息替代u-Blox罗盘读数。系统通过I2C通信实现无缝集成,使自主无人机和室内 机器人 无需依赖在室内会失效的传统磁力计即可精确导航。

文字稿

本技术指南介绍Marvelmind的MMSW0003 UBX协议 许可。借助它,运行PX4的PixHawk可以接收来自移动 Super-Beacon 的位置数据,并用配对 信标提供的航向信息替代u-Blox罗盘读数。系统通过I2C通信实现无缝集成,使自主无人机和室内 机器人 无需依赖在室内会失效的传统磁力计即可精确导航。

0:01 各位同事好。我来介绍一下配对 信标 在无人机上的应用,特别是用于搭载u-blox GPS的Pixhawk上的PX4。首先,我们一贯建议无人机采用配对信标配置,而不要使用磁力计。问题在于,建筑物里总有铁磁材料、货架,或者电流产生的电磁场,地球磁场会被扭曲。因此在室内实际上无法使用磁力计。那么如何知道方向呢?因为您不仅想知道无人机的位置,还想知道它朝向哪里。我们的解决方案就是配对信标。当然,基线越长越好,因为

1:01 每个信标计算位置都有一定精度,我们的精度是±2厘米。也就是说,如果这个位置和那个位置各有±2厘米的误差,那么在最坏情况下,连线可能偏成这样或那样。所以在测得两个信标的位置后,方向会有几度的误差。也就是说,如果想要高精度的方向,要么进一步提高定位精度,要么加长基线。而进一步提高定位精度几乎不可能,因为我们已经提供±2厘米的精度;加长基线往往也做不到,因为它受无人机尺寸的限制。所以在我们的案例中,这已经是建议的最大值,大约能得到——我记不太清了——

2:00 大约4度的方向精度。那么,怎样把它输入Pixhawk呢?这个GPS模块接上之后,您就能得到方向。我们不是提供GPS,而是把位置信息送到这个引脚。同时我们用了一个巧妙的办法:我们模拟u-blox传感器的IMU数据,于是Pixhawk以为它收到的是来自u-blox的磁力计数据,而实际上它得到的是位置信息,以及由我们的配对信标给出、以磁力计数据形式提供的方向。这项功能已经开启,请您检查一下。这样,您就可以让Pixhawk上的PX4使用配对信标飞行,用于您的自主无人机。非常感谢。

✓ 要点总结

  • MMSW0003 许可 使移动Super-Beacon能够通过UBX协议将位置数据直接传给PixHawk飞控
  • 配对信标配置以基于超声波的航向计算,替代室内不可靠的磁力计
  • I2C通信确保与现有PX4固件栈即插即用兼容
  • 厘米级室内定位精度,助力自主无人机、叉车和仓库 机器人
  • 无需修改PX4固件——PixHawk将Marvelmind数据当作标准u-Blox罗盘信号接收

👥 适用对象:需要航向与角度数据的开发者

将PixHawk飞控与PX4固件集成、需要可靠的室内定位和航向数据且不依赖磁罗盘的机器人专家和无人机工程师。本方案解决了在没有GPS的室内环境中磁力计受干扰、不可靠这一关键问题。

? 常见问题

问:Marvelmind的UBX协议如何与PixHawk和PX4配合工作?
MMSW0003 许可 使移动 Super-Beacon 能够通过PixHawk原生支持的UBX协议传输位置和航向数据。数据通过I2C传输,无需修改固件即可与现有PX4栈无缝集成。
问:配对信标能否替代失效的u-Blox罗盘?
可以。Marvelmind配对信标根据超声波信号计算航向,系统将这些数据以u-Blox罗盘数据的形式提供给PixHawk,从而消除了罗盘在金属密集的室内环境中不可靠的问题。
问:该方案能提供怎样的定位精度?
Marvelmind超声波室内定位系统可提供厘米级的位置精度(X、Y、Z坐标)和可靠的航向信息,适用于室内自主导航和仓库自动化。
问:MMSW0003 许可 是否每套PixHawk安装都必需?
仅在PixHawk/PX4上使用Marvelmind配对信标配置、需要UBX协议数据流和替代磁力计功能时,才需要MMSW0003许可。
问:哪些类型的室内 机器人 能从这种集成中受益?
自主无人机、叉车、移动 机器人以及仓库自动化系统都能从这种集成中受益:它消除了对GPS和磁力计的依赖,同时在室内保持精确的位置感知和航向控制。

ⓘ 配对信标方向跟踪系统

运行PX4固件的PixHawk飞控需要精确的航向和位置数据才能在室内自主导航。Marvelmind的MMSW0003许可解决了一个关键的集成难题:它使移动 Super-Beacon 能够使用UBX(u-Blox)协议——PixHawk通信的行业标准——播发位置和方向数据。该许可与Marvelmind配对信标配置配合使用,后者通过超声波测距信号同时计算位置(X、Y、Z坐标)和航向。通过I2C连接,PixHawk将这些数据当作来自标准u-Blox罗盘的数据接收,从而消除了磁力计在仓库、工厂和科研设施等金属密集室内环境中的不可靠性。这种方法与现有PX4栈完全兼容,同时可替代失效或不可用的罗盘传感器。配对信标配置提供厘米级定位精度和可靠的方向信息,使室内自主无人机、叉车和移动机器人无需依赖GPS或磁罗盘即可安全运行。

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