MAVLink 地面站控制指南

简介

本方案适用于卓博泰科技交付的无人机平台。无人机出厂时，Raspberry Pi 已完成 MAVProxy、Python 环境以及飞控通信配置，用户无需在树莓派上安装额外软件。

通过简单配置，即可将 Pixhawk 飞控的 MAVLink 数据转发到 Windows 地面站，实现：

Python 自动飞行控制
MAVLink 二次开发
Mission Planner 远程控制
无人机编队控制
多机协同开发
自主巡检与科研验证

系统架构

Pixhawk Flight Controller │ │ USB ▼ Raspberry Pi │ │ MAVProxy ▼ UDP Network │ ▼ Windows PC │ ├── Python + pymavlink ├── Mission Planner └── Custom Applications

• Pixhawk → 飞行控制
• Raspberry Pi → MAVLink 数据转发
• Windows PC → 自主飞行逻辑与算法运行

充分利用 Windows 电脑更强的计算能力，同时降低机载计算压力。

第一步：停止 Rpanion Server

如果系统当前正在使用 Rpanion Server，建议先停止服务，避免多个程序同时访问飞控串口。

# 查看状态
sudo systemctl status rpanion-server

# 停止服务
sudo systemctl stop rpanion-server

# 关闭开机启动
sudo systemctl disable rpanion-server

# 确认飞控已连接
ls /dev/ttyACM*

正常情况下显示：/dev/ttyACM0

第二步：创建 MAVLink 转发服务

sudo nano /etc/systemd/system/mavlink-router.service

[Unit]
Description=MAVProxy Pixhawk Bridge (Stable)
After=network.target

[Service]
Type=simple
User=ubuntu
WorkingDirectory=/home/ubuntu

Environment="PATH=/home/ubuntu/.local/bin:/usr/bin:/bin"

ExecStart=/bin/bash -c 'exec /home/ubuntu/.local/bin/mavproxy.py \
--master=/dev/ttyACM0 \
--baudrate=115200 \
--out=udp:192.168.1.234:14560 \
--daemon'

StandardOutput=journal
StandardError=journal

Restart=always
RestartSec=5

[Install]
WantedBy=multi-user.target

参数说明

参数	说明
`/dev/ttyACM0`	Pixhawk 飞控连接端口
`115200`	飞控 MAVLink 波特率
`192.168.1.234`	Windows 地面站 IP 地址（请根据实际情况修改）
`14560`	MAVLink UDP 输出端口（多机时可用 14560-14564 分别对应不同无人机）

第三步：启用服务

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable mavlink-router.service
sudo systemctl start mavlink-router.service

# 查看运行状态
sudo systemctl status mavlink-router.service

# 查看实时日志
journalctl -u mavlink-router.service -f

运行正常应显示：active (running)

第四步：Windows 端安装 Python

下载并安装 Python 3。
安装时务必勾选：Add Python to PATH

python --version

若显示版本号，则安装成功。

第五步：安装 pymavlink

pip install pymavlink
pip show pymavlink

第六步：验证 MAVLink 心跳

from pymavlink import mavutil

master = mavutil.mavlink_connection("udp:0.0.0.0:14560")

print("Waiting heartbeat...")

master.wait_heartbeat()

print(f"Connected: system={master.target_system}, component={master.target_component}")

成功结果：
Waiting heartbeat...
Connected: system=1, component=1

Pixhawk → Raspberry Pi → MAVProxy → UDP → Windows 通信链路成功建立。

第七步：Mission Planner 测试

打开 Mission Planner → 连接方式：UDP → 端口：14560 → 点击 Connect

连接成功后，可实时查看飞行模式、GPS 状态、电池状态、姿态信息、飞机位置、MAVLink 数据流。

第八步：开始自主飞行开发

Heartbeat 测试成功后，即可通过 Python 控制无人机。

# 飞行模式切换
set_mode("GUIDED")

# 解锁
arm()

# 自动起飞
takeoff(2)

# 速度控制
send_velocity(vx=1)

# 自动巡航
fly_forward(distance=10)

# 自动降落
land()

多机扩展

Drone 1 → UDP 14560
Drone 2 → UDP 14561
Drone 3 → UDP 14562
Drone 4 → UDP 14563
Drone 5 → UDP 14564

Windows 端可同时建立多个 pymavlink 连接，实现无人机编队与协同控制。

总结

通过本方案，用户无需在无人机上运行复杂控制程序，仅需将 Pixhawk MAVLink 数据转发至 Windows 地面站，即可使用 Python、Mission Planner 或自定义软件进行自主飞行开发。

该方案已成功应用于单机控制、多机控制、LQ3 网络通信以及无人机编队测试等场景，可作为后续视觉导航、SLAM、自主巡检、目标跟踪等高级应用的基础通信框架。

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