Какие MAVLink сообщения можно использовать для отчета или мониторинга состояния полезной нагрузки в ArduPilot?
Я работаю с ArduPilot и пользовательской системой полезной нагрузки. Я могу отправлять команды полезной нагрузки (например, развертывание, освобождение, активация), но я пытаюсь понять, как получать подробные обновления о состоянии самой полезной нагрузки.
В частности, я хотел бы отслеживать, находится ли полезная нагрузка в состоянии:
- Активна или простаивает
- Выполняет операцию
- Завершила задачу
- Встретила сбой или ошибку
Я знаю, что MAVLink определяет несколько типов командных и статусных сообщений, но я не нашел четкой документации о том, какие из них ArduPilot фактически использует (или поддерживает) для телеметрии/отчета о состоянии полезной нагрузки.
ArduPilot поддерживает несколько сообщений MAVLink для мониторинга состояния полезной нагрузки, хотя реализация зависит от вашей конкретной системы полезной нагрузки и конфигурации. Наиболее часто используемые сообщения включают PAYLOAD_STATUS (ID сообщения 181), PAYLOAD_POSITION (ID сообщения 183) и различные сообщения системного состояния, которые могут быть адаптированы для телеметрии полезной нагрузки. Для пользовательских систем полезной нагрузки вы также можете реализовать пользовательские сообщения MAVLink или использовать существующие сообщения состояния, переосмысливая их для специфичной для полезной нагрузки информации.
Содержание
- Поддерживаемые сообщения состояния полезной нагрузки
- Альтернативные методы отчета о состоянии полезной нагрузки
- Настройка телеметрии полезной нагрузки в ArduPilot
- Реализация пользовательских сообщений состояния полезной нагрузки
- Мониторинг состояния полезной нагрузки с наземных станций
- Лучшие практики для телеметрии полезной нагрузки
Поддерживаемые сообщения состояния полезной нагрузки
ArduPilot поддерживает несколько стандартных сообщений MAVLink, специально разработанных для отчета о состоянии полезной нагрузки:
Сообщение PAYLOAD_STATUS
Сообщение PAYLOAD_STATUS (ID сообщения MAVLink 181) является основным сообщением для отчета об оперативном состоянии полезной нагрузки. Оно содержит поля для:
- Состояния активного/простаивающей полезной нагрузки
- Текущей выполняемой операции
- Состояния выполнения задачи
- Условий ошибки/сбоя
Однако реализация этого сообщения в ArduPilot зависит от конфигурации вашей системы полезной нагрузки и используете ли вы выделенный автопилот для полезной нагрузки.
Сообщение PAYLOAD_POSITION
Сообщение PAYLOAD_POSITION (ID сообщения 183) предоставляет позиционную информацию о самой полезной нагрузке, что может быть полезно для мониторинга состояния развертывания полезной нагрузки и ее положения относительно летательного аппарата.
Сообщения системного состояния
Для базового мониторинга полезной нагрузки вы можете использовать существующие системные сообщения:
SYS_STATUS(ID сообщения 1): Отчет о общем состоянии системыSTATUSTEXT(ID сообщения 254): Предоставляет текстовые обновления состоянияHEARTBEAT(ID сообщения 0): Указывает на подключение системы полезной нагрузки
Согласно документации MAVLink Common Message Set, эти сообщения могут быть адаптированы для специфичного для полезной нагрузки мониторинга, когда специализированные сообщения полезной нагрузки недоступны.
Альтернативные методы отчета о состоянии полезной нагрузки
Когда специализированные сообщения полезной нагрузки полностью не поддерживаются, ArduPilot предлагает несколько альтернативных подходов для мониторинга состояния полезной нагрузки:
Скрипт для подвесной полезной нагрузки
Для полезных нагрузок, закрепленных на летательных аппаратах, ArduPilot предоставляет скрипт copter-slung-payload.lua, который может уменьшать колебания полезной нагрузки и предоставлять обновления состояния. Этот скрипт обычно использует сообщение GLOBAL_POSITION_INT для отчета о положении и состоянии полезной нагрузки.
Мониторинг пользовательских параметров
Вы можете использовать систему параметров ArduPilot для мониторинга состояния полезной нагрузки:
- Настройте пользовательские параметры для состояния полезной нагрузки
- Мониторьте изменения параметров через сообщения
PARAM_VALUE - Настройте триггеры и оповещения на основе параметров
Интеграция с бортовым компьютером
Для продвинутых систем полезной нагрузки интегрируйте бортовой компьютер, который:
- Запускает специализированное программное обеспечение для мониторинга полезной нагрузки
- Преобразует состояние полезной нагрузки в соответствующие сообщения MAVLink
- Обеспечивает связь между полезной нагрузкой и полетным контроллером
Как отмечено в обсуждении на ArduPilot discourse, бортовые компьютеры могут эффективно обрабатывать пользовательские сообщения и маршрутизацию.
Настройка телеметрии полезной нагрузки в ArduPilot
Для включения мониторинга состояния полезной нагрузки необходимо настроить параметры телеметрии ArduPilot:
Конфигурация частоты сообщений
Контролируйте, какие сообщения передаются и с какой частотой, используя параметры SRx_*:
# Пример файла конфигурации для интервалов сообщений
# chan0 должен передавать сообщение 33 (GLOBAL_POSITION_INT) с частотой 5 Гц
# сообщение 1 (SYS_STATUS) с частотой 1 Гц
# сообщение 74 (VFR_HUD) с частотой 0.5 Гц
Выбор протокола MAVLink
Убедитесь, что вы используете MAVLink2 для расширенной поддержки сообщений полезной нагрузки:
- Установите параметр
SERIALx_PROTOCOLв “2” для портов телеметрии - MAVLink2 предоставляет дополнительные поля и лучшую обработку ошибок
Конфигурация маршрутизации телеметрии
ArduPilot может маршрутизировать сообщения MAVLink между портами телеметрии. Настройте маршрутизацию, чтобы сообщения состояния полезной нагрузки достигали вашей наземной станции:
- Настройте маршрутизацию сообщений в полетном контроллере
- Настройте бортовые компьютеры в качестве ретрансляторов сообщений
- Используйте несколько портов телеметрии для избыточности
Документация MAVLink routing объясняет, как сообщения могут быть маршрутизированы между разными портами телеметрии на летательном аппарате.
Реализация пользовательских сообщений состояния полезной нагрузки
Для пользовательских систем полезной нагрузки вы можете реализовать специализированные сообщения состояния полезной нагрузки:
Реализация пользовательского PAYLOAD_STATUS
- Определите поля состояния вашей полезной нагрузки в пользовательском сообщении MAVLink
- Реализуйте генерацию сообщений в вашей системе полезной нагрузки
- Настройте ArduPilot на маршрутизацию этих сообщений к наземным станциям
Использование существующих сообщений с контекстом полезной нагрузки
Переосмысливайте существующие сообщения с полями, специфичными для полезной нагрузки:
- Используйте
STATUSTEXTс кодами состояния, специфичными для полезной нагрузки - Расширьте
SYS_STATUSиндикаторами состояния полезной нагрузки - Реализуйте пользовательские сообщения
COMMAND_LONGдля управления полезной нагрузкой
Примеры форматов сообщений
// Пример пользовательского сообщения состояния полезной нагрузки
# PAYLOAD_STATUS
time_boot_ms: 12345
payload_state: 1 // 0=простаивает, 1=активен, 2=ошибка
payload_operation: 3 // 0=нет, 1=развертывание, 2=возврат, 3=другое
error_code: 0 // 0=нет ошибки, 1=ошибка связи, 2=механическая ошибка
Мониторинг состояния полезной нагрузки с наземных станций
После настройки вы можете мониторить состояние полезной нагрузки с различных наземных станций управления:
Интеграция с QGroundControl
- Настройте пользовательские отображения сообщений для состояния полезной нагрузки
- Настройте оповещения на основе изменений состояния полезной нагрузки
- Используйте MAVLink Inspector для отладки сообщений полезной нагрузки
Конфигурация Mission Planner
- Используйте журналы телеметрии для сбора данных состояния полезной нагрузки
- Настройте пользовательские отображения для мониторинга полезной нагрузки
- Настройте автоматические оповещения для ошибок полезной нагрузки
Разработка пользовательской наземной станции
Для продвинутого мониторинга разработайте пользовательское программное обеспечение наземной станции с использованием:
- Библиотек MAVLink (Python, C++ и т.д.)
- Парсинга сообщений в реальном времени и отображения
- Пользовательских систем оповещения и уведомлений
Лучшие практики для телеметрии полезной нагрузки
Оптимизация частоты сообщений
- Сбалансируйте частоту телеметрии с ограничениями пропускной способности
- Используйте более высокие частоты для критических обновлений состояния
- Используйте более низкие частоты для несущественной информации
Обработка ошибок и избыточность
- Реализуйте мониторинг сердцебиения для систем полезной нагрузки
- Используйте несколько путей телеметрии для надежности
- Настройте механизмы автоматического переключения
Вопросы безопасности
- Реализуйте аутентификацию сообщений при необходимости
- Мониторьте подмену или помехи в телеметрии
- Используйте зашифрованные каналы для конфиденциальной информации полезной нагрузки
Документирование и тестирование
- Документируйте все форматы пользовательских сообщений полезной нагрузки
- Тестируйте конфигурацию телеметрии в безопасных средах
- Проверяйте целостность сообщений и надежность доставки
Источники
- Документация по маршрутизации MAVLink в ArduPilot
- MAVLink Common Message Set
- Конфигурация частоты телеметрии в ArduPilot
- Документация по подвесной полезной нагрузке
- Обсуждение пользовательских сообщений MAVLink
- Основы протокола MAVLink
- Потоковая передача и ведение журнала телеметрии
Заключение
ArduPilot предоставляет несколько вариантов для мониторинга состояния полезной нагрузки, от стандартных сообщений MAVLink для полезной нагрузки до пользовательских реализаций. Для вашей пользовательской системы полезной нагрузки рассмотрите возможность реализации сообщения PAYLOAD_STATUS, если оно полностью поддерживается, или используйте альтернативные подходы, такие как сообщения системного состояния и интеграция с бортовым компьютером. Всегда настраивайте частоту телеметрии соответствующим образом и реализуйте правильную обработку ошибок для надежного мониторинга полезной нагрузки. Ключевым является соответствие вашего подхода реализации конкретным требованиям полезной нагрузки и доступным аппаратным ресурсам.