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标题: 【转贴】【战术指导】虚拟摇杆使用指南 [打印本页]

作者: DJI-William 时间: 2020-10-27
标题: 【转贴】【战术指导】虚拟摇杆使用指南
转自DJI-Shirley，原帖地址：https://bbs.dji.com/forum.php?mod=viewthread&tid=25054&page=1#pid1665893

1. 水平方向控制是角度或者速度，roll/x, pitch/y可以选择地理坐标系解释或者机体坐标系解释。删除“当水平方向控制是角度模式时，数值一定被解释成Body坐标系下的角度控制。”
2. 修改yaw控制内容：角度模式是指地面坐标系下的目标角度。角速度模式可以选择不同的坐标系。

Joystick 使用指南

Joystick目的是让开发者使用程序进行飞行控制，可以通过SDK实现遥控器模拟。相比于Waypoint的功能，Joystick显得更加灵活。

在使用这个方法前，请确保你对飞行动力学有一定了解。如果没有，我们也为你准备了一个理论速成指导。如果你已经是专业人士，那么请自动跳到后半部分直接阅读Joystick的使用方法。

理论：基础速成

飞机可以在两种坐标系下运动：地面坐标系（Ground Coordinate System）和机体坐标系（Body Coordinate System），为了区别，可以简单地理解为“绝对”坐标系和“相对”坐标系。“绝对”是指，在地面坐标系下，不管飞机怎么运动，东南西北的方向是“绝对”的，不会变动。而“相对”是指，在机体坐标系下，飞机在运动中机体本身相对地面的姿态改变。

机体坐标系（Body Coordinate System）下

Note：这里讨论的不是严谨的机体坐标系，简单的说，是飞机在水平面上的投影。如果你想知道更详细的内容，可以参考Onboard SDK的文档。

图1 机体坐标系（1）

如图1定义机体的坐标系，原点为飞机质心。

图2 机体坐标系（2)

飞机的姿态由坐标系上的三个转动的角度表示。我们又称Y Axis为Pitch Axis，X Axis为Roll Axis，Z Axis 为Yaw Axis，如图2所示，用你的右手，大拇指指向坐标轴（黑色箭头）的方向，想象用剩下四指握住坐标轴，这时四指所指的方向应与红色箭头方向一致，该方向是绕坐标轴转动的正方向。

用上面说的右手定则，分别握住三个坐标轴Pitch Axis, Roll Axis和Yaw Axis，并沿红色箭头转动。你会发现，pitch控制的是飞机机头上下摆动的角度(图3)。

图3 pitch控制

roll控制的是飞机机翼上下摆动的角度。

图4 roll控制

yaw控制的是飞机机身水平旋转的角度。

图5 yaw控制

控制角度可理解为给飞机相应的加速度。

若是控制飞机的速度，右手定则对于图1依然有效。在图1中，使用右手定则，控制X即让飞机在Y Axis上移动，控制Y即让飞机在X Axis上移动。控制Z依然是控制飞机机身水平的旋转。

地面坐标系（Ground Coordinate System）下

该坐标系下，X Axis指向北，Y Axis指向东，至于Z Axis，我们把指向天空作为正方向。三个坐标轴依然满足上面的右手定则（请注意，地面坐标系的X，Y，Z与机体坐标系的X，Y，Z意义不同）。在这个坐标系下，定义航向向北为0，顺时钟到180°，逆时针到-180°。通过这两个数值，我们就可以知道飞机在空间的朝向。

实践：SDK使用

在Mobile SDK里，一个发送给飞机的指令需要四个参数x或roll，y或pitch，yaw和throttle。x或roll，y或pitch归为水平控制，throttle是竖直控制。水平控制、竖直控制与yaw控制是三个方面的控制，互相不影响，但飞机实际运动的效果是三个方面的效果叠加。这四个参数在不同的模式下有不同的解释。例如x或roll，y或pitch这两个参数，在水平控制机体坐标系角度模式下，就会被解释成pitch和roll, 在速度模式下就会解释成y和x。 throttle可以被解释成高度，也可以被解释成速度。yaw可以被解释为角度，也可以是角速度。所以在发送指令前，必须要明确我们对每一个方面的控制模式。

Horizontal Control Coordinate System（坐标系控制）：Ground Coordinate System或者Body Coordinate System。该坐标系只作用于水平控制和yaw控制。

Horizontal Control Mode（水平控制模式）：仅作用于x（或roll），y（或pitch）。可以选择角度模式或者速度模式。

Vertical Control Mode：仅作用于z，即飞机在竖直方向（上升、下降）的运动。可以选择速度模式或位置模式。不受坐标系模式影响，都是相对地面。

Yaw Control Mode：仅作用于yaw。角度模式是指地面坐标系下的目标角度。角速度模式可以选择不同的坐标系。请注意坐标系的选择。

Joystick使用逻辑

Android:

1. 开启地面站。

/**
* 使用地面站功能前请先开启地面站
*/
public void openGroundStation(DJIGroundStationExecuteCallBack mCallBack)

2. 请确保以下四个设置是你所需要的：

/**
  * 默认值是Body坐标系
  */
public void setHorizontalControlCoordinateSystem(DJIGroundStationTypeDef.DJINavigationFlightControlCoordinateSystem mYawControlCoordinateSystem)

/**
  * 默认值是角度模式（控制pitch和row）
  */
public void setHorizontalControlMode(DJIGroundStationTypeDef.DJINavigationFlightControlHorizontalControlMode mHorizontalControlMode)

/**
  * 默认值是速度模式
  */
public void setVerticalControlMode(DJIGroundStationTypeDef.DJINavigationFlightControlVerticalControlMode mVerticalControlMode)

/**
  * 默认值是角速度模式
  */
public void setYawControlMode(DJIGroundStationTypeDef.DJINavigationFlightControlYawControlMode mYawControlMode)

3. 使用sendFlightControlData(float mYaw, float mPitch, float mRoll, float mThrottle, DJIExecuteResultCallback mCallBack)方法对飞机进行控制。

iOS:

1. 首先调用DJINavigation以下方法开启地面站:

-(void) enterNavigationModeWithResult: (DJIExecuteResultBlock)result;

2. 然后设置以下四个参数值：

/**
*  Vertical control mode, 默认值是速度模式。
*/
@property(nonatomic, assign) DJIVerticalControlMode verticalControlMode;
/**
*  Horizontal control mode, 默认值是角度模式（控制pitch和row）。
*/
@property(nonatomic, assign) DJIHorizontalControlMode horizontalControlMode;
/**
*  Yaw control mode, 默认值是角速度模式。
*/
@property(nonatomic, assign) DJIYawControlMode yawControlMode;
/**
*  Horizontal control coordinate system, 默认值是Body坐标系。
*/
@property(nonatomic, assign) DJIFlightCoordinateSystem horizontalCoordinateSystem;

3. 接着创建好DJIFlightControlData结构:

typedef struct
{
/**
   *  Aircraft's Pitch controlled quantity.
   */
DJIFlightControlledQuantity mPitch;
/**
   *  Aircraft's Roll controlled quantity.
   */
DJIFlightControlledQuantity mRoll;
/**
   *  Aircraft's Yaw controlled quantity.
   */
DJIFlightControlledQuantity mYaw;
/**
   *  Aircraft's Throttle controlled quantity.
   */
DJIFlightControlledQuantity mThrottle;
} DJIFlightControlData;

再使用DJIFlightControl的以下方法对飞机进行控制：

/**
*  Send flight control data. The property 'isEnable' should be YES.
*
*  @param controlData Flight control data
*  @param result    Remote execute result callback.
*/
-(void) sendFlightControlData: (DJIFlightControlData)controlData withResult: (DJIExecuteResultBlock)result;

Note：

yaw控制下的角度模式是指地面坐标系下的目标角度；
当竖直方向是位置模式时，数值一定是对地的高度；
其他模式请注意坐标系的选择。

参数	模式	数值限制
x	速度模式	[-10 m/s, +10 m/s] 超过最大值，仍按最大值运动
x	角度模式	[-30°, +30 °]
y	速度模式	[-10 m/s, +10 m/s] 超过最大值，仍按最大值运动
y	角度模式	[-30°, +30 °]
z	速度模式	[-4 m/s, +4 m/s] 超过最大值，仍按最大值运动
z	位置模式	[0m, 100m]
yaw	角度模式	[-180°, +180 °]
yaw	角速度模式	[-100°/s, +100 °/s]

请留意指令发送的频率。如果指令只发送一次，飞控视为连接中断进入自动悬停状态。因此，可以用Timer去重复发送指令，建议频率是50Hz，最低5Hz以上。

FAQ:

一定要同时设置4个模式吗？（4个模式指setHorizontalControlCoordinateSystem()，setHorizontalControlMode()，setVerticalControlMode()和setYawControlMode()）如果我只需要飞机向前飞，不需要改变yaw，我也需要设置yaw的运动模式吗？

一定要同时设置。参数x，y，z，yaw是同时传给飞控的指令，如果不设置对应的运动模式，飞机不知道要如何解释参数的值，是速度，角度还是角速度。如果不需要改变yaw，可以设置yaw的模式为角度模式，传值的时候传0，即解释为yaw转动0度。由于SDK本身给四个模式设置了默认值（见上），开发者可以偷懒只改变一个或两个模式的值。但是为了代码质量起见，建议在代码中同时设置好4个模式。

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