使用 Jetson Nano 向 PX4 提供 t265 位置信息，实现室内定点飞行

本文作者：南京航空航天大学 科技中心 陈思祺
主要内容：详细阐述如何使用 Jetson Nano 向 PX4 提供 t265 位置信息，从而实现室内定点飞行。

使用的 Jetson Nano 镜像版本：4.6（2021-08-04 发布）

NVIDIA官方镜像下载链接

下载好镜像，烧录进 TF 卡，初次开机简单配置后进入系统，建议系统语言选择英语，正式开始本次教程。

更新软件列表，更新软件

sudo apt-get update 
sudo apt-get upgrade 

安装 ROS Melodic

参考官网安装教程

# 设置sources.list
sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'
# 设置密钥
sudo apt install curl
curl -s https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/ros.asc | sudo apt-key add -
# 确保 Debian 包索引是最新的
sudo apt update
# 安装桌面完整版（推荐）
sudo apt install ros-melodic-desktop-full
# 设置环境
echo "source /opt/ros/melodic/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc
# 安装 rosdep
sudo apt install python-rosdep
# 初始化 rosdep
sudo rosdep init
rosdep update
# 试一下效果
roscore

安装realsense

参考官网安装教程

安装过程中请拔下摄像头

安装Realsense SDK

# 下载source 
# 可使用Proxy代理加速下载。详见：https://ghproxy.com/
git clone https://github.com/IntelRealSense/librealsense
cd librealsense
# 安装依赖项 
sudo apt-get install libudev-dev pkg-config libgtk-3-dev
sudo apt-get install libusb-1.0-0-dev pkg-config
sudo apt-get install libglfw3-dev
sudo apt-get install libssl-dev
# 安装位于 librealsense 源目录中的 Intel Realsense 权限脚本
sudo cp config/99-realsense-libusb.rules /etc/udev/rules.d/
sudo udevadm control --reload-rules && udevadm trigger 
# 编译
mkdir build
cd build
cmake ../ -DBUILD_EXAMPLES=true
make
sudo make install
# 试一下效果
realsense-viewer

安装realsense-ros

# 下载source
mkdir -p ~/catkin_ws/src
cd ~/catkin_ws/src/
git clone https://github.com/IntelRealSense/realsense-ros.git
git clone https://github.com/pal-robotics/ddynamic_reconfigure
cd realsense-ros/
git checkout `git tag | sort -V | grep -P "^\d+\.\d+\.\d+" | tail -1`
# 更改cv_bridgeConfig.cmake中opencv4路径
sudo gedit /opt/ros/melodic/share/cv_bridge/cmake/cv_bridgeConfig.cmake

如图

# 编译
cd ~/catkin_ws
catkin_make
# 设置环境
echo "source ~/catkin_ws/devel/setup.bash">>~/.bashrc 
source ~/.bashrc
#试一下效果
roslaunch realsense2_camera rs_t265.launch

PX4配置

下载 QGroundControl

GitHub链接

使用说明

• MAV_1_CONFIG= TELEM 2

• MAV_1_MODE = Onboard

• SER_TEL2_BAUD = 57600 8N1

• EKF2_AID_MASK 勾选 vision position fusion和vision yaw fusion

• EKF2_HGT_MODE 设置为 Vision

• MAV_ODOM_LP设置为1

MAVROS 和VIO

# MAVROS
sudo apt install python-catkin-tools
sudo apt install ros-melodic-mavros ros-melodic-mavros-extras
sudo apt-get install ros-indigo-mavros ros-indigo-mavros-extras ros‐indigo‐control‐toolbox
# VIO
cd ~/catkin_ws/src
git clone https://github.com/Auterion/VIO.git
cd ..
catkin_make

更改以下配置

1. T265 相对位置及朝向

gedit ~/catkin_ws/src/VIO/launch/bridge.launch

修改

<node pkg="tf" type="static_transform_publisher" name="tf_baseLink_cameraPose"args="0 0 0 0 1.5708 0 base_link camera_pose_frame 1000"/>

args中

• 开头三个参数为飞控中心指向 T265 中心的向量。例如 T265 在飞控前方 10 cm，上方 4 cm, 则前三个参数为：[0.1, 0, -0.04]

• 中间三个参数为旋转角(偏航, 俯仰, 横滚)。默认 T265 朝地，则参数为[0, 1.5708, 0]；T265 照射飞机机头方向，则参数为 [0 0 0]

2. 如果 TTL 的速度异常

sudo gedit /opt/ros/melodic/share/mavros/launch/px4_config.yaml

第 12 行改为

timesync_rate: 0.0

3. 如果使用 USB 连接

sudo gedit /opt/ros/melodic/share/mavros/launch/px4.launch

修改第 5 行为

<arg name="fcu_url" default="/dev/ttyUSB0:57600" />

gedit ~/catkin_ws/src/VIO/launch/bridge_mavros.launch

修改第 3 行为

<arg name="fcu_url" default="/dev/ttyUSB0:57600" />

4. 放开串口权限

# 用你自己的用户名替代下面的<username>
sudo usermod -a -G dialout <username>
# 修改后需重启生效
reboot now

起飞前检查

详情请看官网说明

# 开启VIO
roslaunch px4_realsense_bridge bridge_mavros.launch

• 连接好摄像头、USB、PX4，可暂不接电池，查看 MAVLink Inspector

• 偏航机身，直到ODOMETRY消息的四元数非常接近单位四元数（w = 1，x = y = z = 0）

• 向前移动无人机，x 坐标应增大

• 向右移动无人机，y 坐标应增大

• 向上移动无人机，z 坐标应减小

• 遥控器切换到 Position Flight Mode，若切换成功，应闪绿灯

然后可以接上电池，尝试定点飞行

参考文章

PX4 User Guide

ROS Wiki

Intel RealSense

ROS melodic kernel 4.18 安装 realsense D435i

通过MAVROS连接机载电脑（NANO/TX2/NX）与Pixhawk

Jetson Nano使用T265向PX4提供位置信息

GitHub Proxy