本文将基于PX4 Offboard模式进行地面站键盘控制设计，以提升飞行安全性、减少飞行事故造成的零件损耗和进度延误。

1. Offboard模式概述

参考PX4v1.13官方文档

Offboard Mode - PX4 User Guide (v1.13)

Offboard模式具有以下主要特征:

• 位置/速度/姿态设定点（Setpoint）由运行在机载电脑（Companion Computer）上的MAVLink API（MAVSDK或者MAVROS）提供；机载电脑通过Wifi或者串口与PX4自驾仪通讯。
• 使用该模式前：
  • 必须解锁（Arm）飞机。
  • 必须向自驾仪发布2Hz以上的设定点信息流（Stream）。
  • 如果设定点发布频率小于2Hz，飞机将自行退出该模式。
  • 只有部分设定点坐标轴和域值受MAVLink支持，务必使用受支持的值。
• 运行该模式时：
  • 需要提供位置或者位姿信息（如GPS、光流、运动捕捉等）。
  • 设定点必须以大于2Hz的频率发布。
  • RC控制（Radio Control，无线电控制）除切换模式外的功能被禁用。
  • 远程MAVLink通讯丢失时，飞机将在等待超时后尝试降落或进入其他模式。
• 受支持的MAVLink消息组合（以下只针对直升机/多轴飞行器/垂直起降飞行器，其他机型请参阅官方文档）
  • SET_POSITION_TARGET_LOCAL_NED（只支持MAV_FRAME_LOCAL_NED和MAV_FRAME_BODY_NED坐标轴值）
    • 位置设定点
    • 速度设定点
    • 加速度设定点
    • 位置+速度设定点
    • 位置+速度+加速度设定点
  • SET_POSITION_TARGET_GLOBAL_INT（只支持MAV_FRAME_GLOBAL坐标轴值）
    • 位置设定点
    • 速度设定点
    • 推力设定点
    • 位置+速度设定点
  • SET_ATTITUDE_TARGET
    • 姿态/方位+推力设定点（SET_ATTITUDE_TARGET.q+SET_ATTITUDE_TARGET.thrust）
    • Body坐标系角速度+推力设定点（SET_ATTITUDE_TARGET .body_roll_rate .body_pitch_rate .body_yaw_rate + SET_ATTITUDE_TARGET.thrust）
• Offboard参数
  • COM_OF_LOSS_T：超时等待时间
  • COM_OBL_ACT：Offboard模式丢失、未连接RC控制时，切换到的模式
  • COM_OBL_RC_ACT：Offboard模式丢失、连接RC控制时，切换到的模式
  • COM_RC_OVERRIDE：操纵杆移动时，是否自动切换至位置模式（Position Mode），默认不切换。
  • COM_RC_STICK_OV：引起上述模式切换的操纵杆移动量。

2. ROS Offboard控制例程

参阅此链接：

MAVROS Offboard control example (Python)