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PIXHAWK上安装PX4Flow光流传感器及调试过程

2023-05-16

小编最近刚调试完光流传感器，效果非常理想，无GPS情况下很稳定。小编把调试过程的过程和遇到的问题分享给大家，希望大家少走弯路。
在安装和调试光流传感器之前，先保证旋翼机已经安装和调试完毕，在自稳模式下稳定飞行。

PX4Flow简介
PX4Flow光流传感器是一种高分辨率的图像传感器，内置3轴陀螺仪，通过分析摄像头下方相邻两帧图像的像素的移动，得到无人机X和Y方向的地速，光流模块用于定点悬停，采用速度闭环控制，将得到的X和Y方向的速度返回，形成闭环，保证X和Y的速度方向为0，能够增强无人机稳定性，消除晃动。
光流传感器的原理决定了，它只能用于定点悬停模式。

安装PX4Flow
一般情况下，买回来的光流都是已经刷了固件的，以防万一，也可自行刷写固件，刷写过程就不再赘述。
在把光流装上飞机之前，请先进行镜头对焦。
将光流连接到地面站，小编这边用的MP地面站，QGC地面站小编也尝试了，相比之下，小编这边推荐MP地面站，有汉化版的MP地面站，不用担心英语水平不过关。

  1. 用USB线连接电脑和光流，在地面站上选择com口或者选择auto，连接到光流。
  2. 在地面站界面上选择“初始设置”->“可选硬件”->“PX4Flow光流”
    在这里插入图片描述
  3. 将镜头对准3m左右，调整好镜头焦距，使图像最清晰。
  4. 将镜头固定住，确保在飞行过程中，镜头不会松动。

连线至Pixhawk
光流4pin口连接到飞控I2C口就可以，一定要注意，用的线要是正确的，因为光流的供电正负极刚好在两侧，插反的话，就烧了，小编当时就烧了一个光流，因为当时买了两款光流，一款是那种超声波收发不是一体的，一款是收发一体的，号称是原装的，但是小编看了光流开源的PCB图，发现也不是原装的，好歹看着质量还可以。这两款光流送的线搞混了，结果就烧了一个，还好是便宜的那个。

启用光流
调好了光流之后，要启用光流，将pixhawk连接到地面站上，如图勾选按就可以，或者将参数FLOW_ENABLE设置成“1”。
在这里插入图片描述
将PX4Flow安装到飞机上
镜头安装在飞机下方，注意光流的安装是有方向的！！！默认的安装方向是micro USB口和飞控的安装方向一致，当然光流的安装方向在地面站参数列表里也是可以设置的，就是“FLOW_ORIENT_YAW”。

安装激光雷达
为什么要安装激光雷达，精度高，定高稳定，正常情况下，旋翼定高模式的高度信息来源是气压计测量的高度信息，这个很不稳定，高度变化很大，光流上面的超声波测距的高度信息，也不太理想，但是只是玩玩的话还是可以选择的，建议选择收发一体的光流传感器，测距还比较稳定，但是比较昂贵，要600左右，收发 不是一体的大概三四百块钱。小编用的高度信息来自激光雷达，北醒的一款TFO2，在ardupilot官网上可以查的到，TFmini也支持。下面是小编自己实测的激光雷达精度。
在这里插入图片描述
精度还是相当准确的。

测试光流传感器
光流连接到飞控后
在这里插入图片描述
如果看到非零的opt_m_x,opt_m_y以及opt_qua,则表示光流连接成功了，其实，opt_x和opt_y代表的是经过陀螺仪补偿的X轴和Y轴的移动量，小编的经验得到，这个值越小飞行稳定效果越好，过大的话，不能够定点，甚至切不到光流模式。opt_qua代表光流的像素质量，0代表最差，255代表最高质量。

校准光流传感器
在官网上大家可以看到如何校准光流传感器，小编觉得异常繁琐，就没有按照官网上的步骤一步步来。但是小编的调试经验告诉大家，首先，你的装的旋翼机要没有问题，对自己的装机有信心，其次也是最重要的，就是光流的安装方向一定要对！！！最后，就是在光照充足，地面纹理清晰的地方飞行，这样光流效果比较好。
**除了这些，如果小伙伴还有想按照官网上的校准教程走的话，那小编还需要把如何打开log日志告诉大家，这样大家就可以找到官网上绘制的OF.FlowX OF.bodyX和IMU.GyrX的图形了，因为当时小编也是摸索了一会。
**
首先设置LOG-DISARMED参数为1，启用日志记录。
分析日志
在这里插入图片描述
点击通过“Mavlink下载闪存日志”，下载最新的日志，然后再点击“回顾日志”，所有的日志都存在了“QUADROTOR"文件夹下了。再然后打开最新的日志就可以了。
在这里插入图片描述
如果OF.flowX与OF.bodyX大小不一致，则需要修改FLOW_FXSCALER参数使其一致，关于FLOW_FXSCALER这个参数的意思可以看参数描述，小编也不记得了。
同理Y方向的也是一样。其实小编并没有修改参数，初始默认的就是0。

参数设定

# 卡曼滤波器使用光流数据
EK2_GPS_TYPE = 3

# 使用声呐作为主要高度数据来源
EK2_ALT_SOURCE = 1

小编这里给出的超声波测距的参数，针对激光测距的参数设置，有兴趣的小伙伴可以留言，因为激光测距的连接，参数设置还是比较麻烦的。后面小编考虑可以再写一篇关于激光测距连接到PIXHAWK的博客。

飞前检查
光流有其特有的飞行模式，那就是留待模式”Loiter”
起飞前，请设置飞行模式至少有留待模式，自稳模式最好要有，如果事故，可以手飞降落。
试飞最好找个宽阔的地方。

实测效果
实测效果很理想，但是CSDN上上传不了视频，有兴趣的小伙伴可以移步到小编的淘宝店，里面有实测效果，以及F450经典机型的套装。由于光流传感器原装的太过于昂贵，对于学生党不太友好，便宜的光流，小编用着效果也不理想，小编针对原装开源的光流进行了打板制作，实测效果理想后，会在小编的淘宝店里陆续上新，并且提供关于无人机相关的技术支持。

光流地址：https://item.taobao.com/item.htm?spm=a2oq0.12575281.0.0.25911debQ6lOZl&ft=t&id=601757354408

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