Slam-Change-Hardware-Pixhawk

Pixhawk 硬件更换与系统复现笔记 | 卓博泰智能科技

说明

本文档记录了将 Drobotics SUPER SLAM 无人机迁移到新 Pixhawk 6C Mini 时所做更改，以及未来重建或复现系统时必须重复的操作。

1. 硬件更换

新飞控： Pixhawk 6C Mini
PX4 固件： v1.17
连接方式： USB

Jetson 通过 USB 连接 Pixhawk，而非 TELEM1/TELEM2。

fcu_url:=/dev/serial/by-id/usb-Auterion_PX4_FMU_v6C.x_0-if00:115200

Jetson USB → Pixhawk USB → MAVROS

警告 TELEM MAVLink 参数（如 MAV_0_CONFIG / MAV_1_CONFIG）不是本设置中 Jetson 的主链路。

2. 更换 Pixhawk 后必须重做

更换 Pixhawk 意味着飞控应被视为新的飞机大脑。

在 QGroundControl 中重做：
• 机架选择
• 加速度计校准
• 陀螺仪校准
• 罗盘校准
• 水平校准
• RC 校准
• 飞行模式分配
• 电机方向/顺序检查
• 电调校准（如需要）

错误不要假设旧 Pixhawk 的校准适用于新 Pixhawk。

3. 室内 SLAM 必需的 PX4 EKF 设置

关键的成功设置是使用 FAST-LIO 外部视觉 Z 作为高度参考。

EKF2_EV_CTRL = 11
EKF2_HGT_REF = 3
EKF2_BARO_CTRL = 1
EKF2_GPS_CTRL = 0
EKF2_RNG_CTRL = 0

EKF2_EV_CTRL = 11 的含义：
通过融合外部视觉水平位置
通过融合外部视觉垂直位置
通过融合外部视觉偏航

警告 重要发现： EKF2_EV_CTRL = 1 不够。
使用 EKF2_EV_CTRL=1 时，PX4 仅使用水平外部视觉。FAST-LIO Z 稳定，但 PX4 高度仍随气压计漂移。

有效修复：
EKF2_EV_CTRL = 11
EKF2_HGT_REF = 3
此后 PX4 local Z 变得非常稳定。

4. 为什么保留气压计启用

EKF2_BARO_CTRL = 1

因为禁用气压计会导致解锁/高度估计问题。
但高度参考是视觉：EKF2_HGT_REF = 3

因此气压计保留用于 PX4 健康和备用行为，而 FAST-LIO 外部视觉成为主要长期高度参考。

5. 验证稳定的 Z 结果

Pixhawk 6C Mini 设置和 EV 高度融合后的静态 Z：

FAST-LIO Z：0.0005 → -0.0133，变化约 -1.4 cm
EV TO PX4 Z：-0.0032 → -0.0084，变化约 -0.5 cm
PX4 LOCAL Z：-0.0055 → -0.0086，变化约 -0.3 cm

这远优于旧的气压计驱动行为，旧行为中 PX4 local Z 在无人机静止时可能漂移数十厘米。

6. 硬件更换后必需的启动检查

~/start_slam_takeoff_test_mid360s.sh

source /opt/ros/humble/setup.bash
source ~/slam_ws/install/setup.bash
source ~/super_ws/install/setup.bash

echo "=== PARAMS ==="
ros2 param get /mavros/param EKF2_EV_CTRL
ros2 param get /mavros/param EKF2_HGT_REF
ros2 param get /mavros/param EKF2_BARO_CTRL
ros2 param get /mavros/param EKF2_GPS_CTRL
ros2 param get /mavros/param EKF2_RNG_CTRL

echo "=== RATES ==="
timeout 5 ros2 topic hz /Odometry
timeout 5 ros2 topic hz /mavros/odometry/out
timeout 5 ros2 topic hz /mavros/local_position/odom

echo "=== STATE ==="
ros2 topic echo /mavros/state --once

预期：
EKF2_EV_CTRL = 11
EKF2_HGT_REF = 3
EKF2_BARO_CTRL = 1
EKF2_GPS_CTRL = 0
EKF2_RNG_CTRL = 0

/Odometry ≈ 10 Hz
/mavros/odometry/out ≈ 10 Hz
/mavros/local_position/odom ≈ 30 Hz

connected: true
armed: false
manual_input: true
mode: POSCTL 或 STABILIZED

7. RC 检查

如果 RC 关闭，MAVROS 可能显示：

manual_input: false
mode: AUTO.LOITER

这是预期的。

RC 开启时，预期：

connected: true
armed: false
manual_input: true
mode: POSCTL

source /opt/ros/humble/setup.bash
source ~/slam_ws/install/setup.bash
source ~/super_ws/install/setup.bash

echo "=== STATE WITH RC ON ==="
ros2 topic echo /mavros/state --once

echo "=== RC INPUT ==="
timeout 5 ros2 topic echo /mavros/rc/in --once

8. 无桨解锁测试

更换 Pixhawk 后，在实飞前必须进行此测试。

拆除螺旋桨
在 POSCTL 中解锁
等待 2-3 秒
上锁

source /opt/ros/humble/setup.bash
source ~/slam_ws/install/setup.bash
source ~/super_ws/install/setup.bash

echo "Press ARM now, then DISARM after 2-3 sec"
timeout 12 ros2 topic echo /mavros/state

预期：
armed: true
mode: POSCTL
manual_input: true
connected: true

通过在新 Pixhawk 6C Mini 上已通过测试。

9. 硬件更换后的首次实飞建议

警告不要直接跳转到 auto-nav。

飞行顺序：
1. POSCTL 悬停测试
2. OFFBOARD 位置保持
3. 仅在前两者稳定后才尝试 auto-nav

首次真实测试：
在 POSCTL 中解锁 → 手动起飞 → 在 0.6–0.8m 悬停 → 观察高度稳定性 → 降落 → 检查 rosbag

只有在通过后：切换 OFFBOARD → 确认位置保持 → 然后尝试 Drobotics SUPER auto-nav

警告 10. Auto-nav 注意事项

之前在 follow_super_yaw:=true 时观察到突然的偏航运动。

因此新 Pixhawk 首次测试时，使用更安全的蟹行模式：

follow_super_yaw:=false

桥接应以以下参数启动：
-p follow_super_z:=false
-p follow_super_yaw:=false

这保持航向稳定，同时允许无人机横向移动。

通过 11. 复现清单

供未来卓博泰智能科技构建使用：

 烧录 PX4 固件
 校准 Pixhawk 传感器
 校准 RC
 设置机架
 确认 USB 设备路径
 启动 MAVROS
 设置 EKF2_EV_CTRL = 11
 设置 EKF2_HGT_REF = 3
 保持 EKF2_BARO_CTRL = 1
 室内禁用 GPS 融合
 无测距仪时禁用测距仪融合
 确认 /Odometry 10 Hz
 确认 /mavros/odometry/out 10 Hz
 确认 /mavros/local_position/odom 30 Hz
 确认 Z 稳定性
 无桨解锁检查
 POSCTL 悬停
 OFFBOARD 位置保持
 然后 auto-nav

总结

本次硬件更换的最大经验：

FAST-LIO Z 始终是好的。
PX4 直到 EKF2_EV_CTRL 改为 11 后才完全使用它。

一旦 PX4 融合了垂直外部视觉并使用视觉作为高度参考，Drobotics SUPER 室内平台变得更加稳定和安全，为未来的避障测试奠定了基础。

平台：Jetson · ROS2 Humble · Pixhawk 6C Mini · PX4 1.17 · FAST-LIO
(c) 卓博泰智能科技 · Pixhawk 硬件更换与系统复现笔记

Pixhawk 硬件更换与系统复现笔记

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