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教程：使用树莓派连接Pixhawk飞控

2023-05-16

教程：使用树莓派连接Pixhawk飞控

树莓派可以与Pixhawk飞控相连，读取飞控中的状态信息，同时对飞控发送指令。树莓派作为一个更高性能的计算平台，可以运行图像识别、机器学习、实时路径规划等程序，为开源无人机带来了无限可能。

本文将介绍如何在树莓派上使用APSync。不需要了解Linux，即可将树莓派连接到Pixhawk飞控。

使用的器材为：

  • Pixhawk飞控
  • 树莓派3B（Raspberry Pi 3B）
  • 运行Windows 10的PC

Pixhawk与树莓派接线

如图所示接线。将Pixhawk飞控上Telem2口的四根线引出：

  • Telem2的5V连接树莓派的5V
  • Telem2的TX连接树莓派的RX
  • Telem2的RX连接树莓派的TX
  • Telem2的GND连接树莓派的GND

connect_pixhawk&RPi3B

可以将与飞控接口适配的端子线与杜邦线焊接，或直接在端子线另一端连接杜邦头。

提醒和建议：

  • Pixhawk上，Telem2的5V接口支持大电流输出，可以给树莓派供电；如果担心稳定性问题，可以通过DC-DC降压模块从电池直接供电，或通过图中标注的Micro USB for power接口，使用USB供电。使用其他方式供电时，5V就可以不连接
  • 电脑USB的输出功率不一定能供飞控、树莓派和其他外设正常工作，树莓派工作时请接电池
  • 建议在树莓派的5V接线上加装开关，避免频繁插拔接头（杜邦接头会松）
  • 树莓派的I/O口是3.3V电平，且没有5V tolerant，切忌将5V电平直接接入树莓派的I/O口！

刷写APSync

APSync对Pixhawk飞控进行了适配和优化，是专用于无人机机载电脑的Linux发行版本。APSync内置了许多实用功能，不必再对树莓派进行繁琐的配置，同时也不必再另购鼠标、键盘和显示器。

步骤如下：

  1. 购买一张8G以上容量的SD卡（如果之后的数据很多，8G可能会不够用，16G为佳）

  2. 将SD卡通过适配器，插入PC的卡槽或USB接口

  3. 下载最新版本的APSync，找到其中以”apsync-rpi”开头的文件并下载

  4. 在Windows平台上，下载Win32DiskImager。Linux和Mac请参见树莓派的官方指南（英文）。

  5. 打开Win32DiskImager，“映像文件”选择下载的apsync-rpi，“设备”选择SD卡所对应的盘符，之后点击“写入”
    Win32_DiskImager

  6. APSync写入SD卡成功后，将SD卡插入树莓派的卡槽

设置飞控参数

将飞控的端口使能、设置正确的波特率之后，才能够与树莓派建立通信。以下设置可以在MissionPlanner->软件设置->全部参数设置中完成。

# Telem2端口使能
SERIAL2_PROTOCOL = 1
# 设置端口波特率（921600）
SERIAL2_BAUD = 921

# 可选设置
# 在树莓派上创建DataFlash Log日志（该日志与飞控SD卡上记录的飞行日志相同）
# 设置后，可在/home/user/dflogger/dataflash下找到飞行日志
LOG_BACKEND_TYPE = 3

设置完成后，需重启飞控使设置生效。

连接树莓派的无线网

APSync将树莓派板载的无线网卡作为无线热点使用，我们可以使用笔记本电脑的无线网卡连接到树莓派。之后，即可将飞控无线连接到地面站、通过树莓派访问互联网、通过SSH登录树莓派终端、或是使用FileZilla在本地和树莓派之间传输文件。

为树莓派和飞控上电。打开你笔记本电脑的无线网络配置，找到名为ardupilot的无线网络，使用enRouteArduPilot作为密码连接。

无线连接到地面站

APSync为树莓派配置了数据转发服务，可以通过WiFi无线连接到飞控，使树莓派拥有数传的功能。

  1. 打开MissionPlanner地面站，在右上角选择“UDP”，点击“Connect”
  2. 在端口设置中，输入14550，确认

如下图所示

MissionPlanner

若连接成功，即可像USB连接、数传连接时一样，查看并配置飞控信息。

通过树莓派访问互联网

如果将树莓派的以太网网口通过网线接到任意路由器后，树莓派即可访问互联网。同时，连接到树莓派WiFi的其他PC也可以像连接到普通的无线路由器一样，直接访问网络。

通过SSH登录树莓派终端

连接到树莓派提供的无线网后，我们通过SSH登陆树莓派的终端。登陆信息为

  • IP：10.0.1.128
  • 账户：apsync
  • 密码：apsync

此处讲解如何使用PuTTY通过SSH登陆树莓派。

  1. 下载PuTTY（32位，64位）

  2. 打开PuTTY，选择SSH（默认），在地址栏输入10.0.1.128，点击Open

    Putty setup

  3. 若是初次连接，会跳出安全提示，确认即可

  4. 输入用户名和密码，注意密码不会显示

登陆后，即可对树莓派进行配置、运行程序。

使用FileZilla传输文件

FileZilla可以将PC本地编写的代码上传到树莓派，同时也可以从树莓派上下载飞行日志等数据文件。

  1. 下载FileZilla（32位，64位）并安装

  2. 打开FileZilla，输入信息并登陆：

    • sftp://10.0.1.128
    • apsync
    • apsync

    FileZilla setup

  3. 可以像访问Windows下的文件夹一样，通过FileZilla访问树莓派的文件了

  4. 注意当前用户是否具有读/写/执行的权限！如果权限不足，FileZilla会提示“Permission Denied”

其他功能

APSync还具有视频传输、网页配置等功能，详见此页面（英文）。

版本信息

1.0 20170913 initial commit

知识共享许可协议本作品采用知识共享署名-相同方式共享 3.0 未本地化版本许可协议进行许可。

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