PX4のパラメータ変更とMAVSDKを用いたpythonコードによるシミュレーション方法 #218
-
|
現在、ドローンを自作しており、制御コードの試験を行いたいと考えております。 やりたいことは以下の２つです。 ドローンの制御方式としては、 この２つができるかどうかお聞かせいただけると幸いです。 |
Beta Was this translation helpful? Give feedback.
Replies: 3 comments 2 replies
-
|
ご質問いただきありがとうございます。
箱庭を導入いただいたとのこと、大変うれしく思います。
さて、今回のご質問内容を整理すると、やりたいことは以下の３つに分類できると考えます：
A. mavsdkで、シミュレーション上の機体を制御したい
→ Pythonで書いたmavsdkコードを使い、仮想機体（PX4）に命令を出したい。
B. PX4のパラメータを変更して、挙動の違いを確認したい
→ 例：PIDゲインや速度制限などを変更して、飛行特性がどう変わるか見たい。
C. 構成として、Raspberry Pi + Pixhawkで最終的に動かしたい
→ シミュレータだけでなく、実際のハードウェアを使って構成を近づけたい。
✅ A＋Bの場合 → PX4のSITL（Software In The Loop）で対応可能です
PX4のSITLを使えば、mavsdkで書いたPythonコードを仮想機体に送信し、挙動を確認することが可能です。
パラメータの変更も、SITL上でQGroundControlや.paramsファイルを通じて反映できます。
箱庭ドローンシミュレータは、このSITL構成に対応済みです。
Unity上で仮想機体の挙動をリアルタイムに確認できます。
🔗 PX4 SITL 公式ドキュメント
https://docs.px4.io/main/en/simulation/
… 現在、ドローンを自作しており、制御コードの試験を行いたいと考えております。
箱庭の導入はたくさんのドキュメントがあったため出来ました。しかし、使用方法が良くわかりません。
モノづくり初めたての大学生のため、あまり通信の知識がなくシミュレータの詳細な通信方式もあまりよく分かっておらず、箱庭の拡張性を生かすことができておりません。申し訳ありません。
やりたいことは以下の２つです。
１．mavsdkを用いて書いたpixhawk(ファームウェアはPX4)に指示を出すPythonコードをシミュレーションで動作確認したい。
２．PX4のパラメータを変更したときの機体の挙動を見たい。
ドローンの制御方式としては、
Pixhawk(PX4)にraspberry piを用いて指示を出し、制御しようとしています。
この２つができるかどうかお聞かせいただけると幸いです。
また、シミュレーション可能な場合は、参考になるreadmeのURLを教えていただけると幸いです。
宜しくお願い致します。
—
Reply to this email directly, view it on GitHub
<#218>, or unsubscribe
<https://github.com/notifications/unsubscribe-auth/AABICYOHQCEMRZ2S75O34T33CP7WTAVCNFSM6AAAAAB624Y6YGVHI2DSMVQWIX3LMV43ERDJONRXK43TNFXW4OZYGQZDSNBZGU>
.
You are receiving this because you are subscribed to this thread.Message
ID: ***@***.***>
|
Beta Was this translation helpful? Give feedback.
-
|
ありがとうございます！ぜひこの機能を利用させていただきます！ 箱庭での実行方法ですが、 ２．Bについて お忙しいところ大変恐縮ですが、ご教授いただけると幸いです。 |
Beta Was this translation helpful? Give feedback.
-
|
まずは、Aについて回答しますね。 PX4を使ったSITLのシミュレーションは、こちらの記事を参考にしてください。 https://qiita.com/kanetugu2018/items/d4a21b590950774c6cf8 次に、WSL2でMAVSDKをインストールしてください。 pip install mavsdkこちらで確認したサンプルコードを以下に貼り付けます。 import asyncio
from mavsdk import System
from mavsdk.offboard import PositionNedYaw
async def wait_until_ready(drone):
print("-- Waiting for drone to be ready...")
async for health in drone.telemetry.health():
if health.is_global_position_ok and health.is_home_position_ok:
print("✓ Drone is ready (GPS & home position OK)")
break
await asyncio.sleep(1)
async def wait_until_altitude(drone, target_altitude, tolerance=0.2):
print(f"-- Waiting to reach {target_altitude}m altitude...")
while True:
pos_ned = await drone.telemetry.position_velocity_ned().__anext__()
current_alt = -pos_ned.position.down_m
print(f"Current height: {current_alt:.2f}m (target: {target_altitude}m)")
if abs(current_alt - target_altitude) <= tolerance:
print(f"✓ Target altitude reached: {current_alt:.2f}m")
break
await asyncio.sleep(1)
async def wait_until_position_ned(drone, target_north, target_east, target_down, tolerance=0.5):
print("-- Waiting to reach target position...")
while True:
pos_ned = await drone.telemetry.position_velocity_ned().__anext__()
current_n = pos_ned.position.north_m
current_e = pos_ned.position.east_m
current_d = pos_ned.position.down_m
horiz_dist = ((current_n - target_north)**2 + (current_e - target_east)**2)**0.5
vert_diff = abs((-current_d) - (-target_down))
print(f"Position: N={current_n:.2f}, E={current_e:.2f}, H={-current_d:.2f}")
print(f"Distance to target: {horiz_dist:.2f}m (horizontal), {vert_diff:.2f}m (altitude)")
if horiz_dist <= tolerance and vert_diff <= tolerance:
print("✓ Target position reached")
break
await asyncio.sleep(2)
async def move_relative_ned(drone, dx, dy, dz=0.0, yaw=0.0, tolerance=0.5):
"""
現在位置を基準に、相対移動を行う（NED座標系）
dx: 北方向への移動量（+前、-後）
dy: 東方向への移動量（+右、-左）
dz: 下方向への移動量（+降下、-上昇） → 通常は一定高度なので省略可
yaw: 目標向き（角度） → 今は0固定でOK
"""
# 現在位置を取得
current_pos = await drone.telemetry.position_velocity_ned().__anext__()
start_north = current_pos.position.north_m
start_east = current_pos.position.east_m
start_down = current_pos.position.down_m
# 目標位置を計算
target_north = start_north + dx
target_east = start_east + dy
target_down = start_down + dz
print(f"-- Moving relative: ΔN={dx}, ΔE={dy}, ΔD={dz} → N={target_north:.2f}, E={target_east:.2f}, D={target_down:.2f}")
await drone.offboard.set_position_ned(PositionNedYaw(target_north, target_east, target_down, yaw))
await wait_until_position_ned(
drone,
target_north=target_north,
target_east=target_east,
target_down=target_down,
tolerance=tolerance
)
async def run():
drone = System()
await drone.connect(system_address="udp://:14540")
print("-- Connecting...")
async for state in drone.core.connection_state():
if state.is_connected:
print("✓ Drone connected")
break
await wait_until_ready(drone)
print("-- Arming")
await drone.action.arm()
print("-- Taking off")
await drone.action.takeoff()
await wait_until_altitude(drone, target_altitude=2.4)
print("-- Offboard start")
await drone.offboard.set_position_ned(PositionNedYaw(0.0, 0.0, -2.5, 0.0))
await drone.offboard.start()
# 高度一定、前へ10m進む（相対）
await move_relative_ned(drone, dx=50.0, dy=0.0, dz=0.0)
# 右へ5m
await move_relative_ned(drone, dx=0.0, dy=50.0)
# 左後ろへ斜め戻る
await move_relative_ned(drone, dx=-50.0, dy=-50.0)
print("-- Offboard stop")
await drone.offboard.stop()
print("-- Landing")
await drone.action.land()
if __name__ == "__main__":
asyncio.run(run())実行方法としては、PX4のシミュレーションを開始した後、上記のサンプルコードを動かすだけですね。 動作確認した動画はこちらです。 |
Beta Was this translation helpful? Give feedback.
-
ご質問の件ですが、基本的には PX4 SITL が起動し、QGroundControl に接続された後 であれば、いつでもパラメータの変更が可能です。 多くのパラメータ（特にPIDなどの制御系）はリアルタイムに反映されますが、一部のセンサ設定などは再起動が必要な場合もあります。 パラメータの編集手順については、以下の公式マニュアルが非常に分かりやすいですので、まずはこちらをご確認いただくのがおすすめです： |
Beta Was this translation helpful? Give feedback.
-
|
無事にSITLのシミュレーションを行うことができました！！ 自分の作成したmavsdkを用いたpythonコードの挙動を確認でき、いくつかの改善点を見つけることができました！！本当にありがとうございます。 余談ですが、SITLのシミュレーションの記事を読みながら、箱庭環境を再構築したのですが、以前までのインストール方法よりも格段に導入しやすくなっていて感動しました！！！ありがとうございます。 今後も使用させていただきます。 |
Beta Was this translation helpful? Give feedback.
まずは、Aについて回答しますね。
PX4を使ったSITLのシミュレーションは、こちらの記事を参考にしてください。
https://qiita.com/kanetugu2018/items/d4a21b590950774c6cf8
次に、WSL2でMAVSDKをインストールしてください。
こちらで確認したサンプルコードを以下に貼り付けます。