欢迎使用 MavLinkCom#

MavLinkCom 是一个跨平台的 C++ 库，用于连接基于 MavLink 的飞行器并进行通信。具体来说，此库旨在与基于 PX4 的无人机协同工作。

设计#

您可以在 Visual Studio 中查看和编辑 Design.dgml 图表。
Overview

以下是此库中最重要的类。

MavLinkNode#

这是所有 MavLinkNode 的基类（子类包括 MavLinkVehicle、MavLinkVideoClient 和 MavLinkVideoServer）。该节点通过 MavLinkConnection 连接到您的 MavLink 飞行器，并提供发送 MavLinkMessage 和 MavLinkCommand 以及订阅接收消息的方法。此基类还存储您的应用程序用于向远程飞行器标识自身的本地系统 ID 和组件 ID。您还可以调用 startHeartbeat 以发送定期心跳消息以保持连接。

MavLinkMessage#

这是编码的 MavLinkMessage。对于使用过 mavlink.h C API 的人来说，这类似于 mavlink_message_t。您不会手动创建这些消息，它们是从强类型的 MavLinkMessageBase 子类编码的。

强类型消息和命令类#

MavLinkComGenerator 解析 mavlink common.xml 消息定义并生成所有 MavLink* MavLinkMessageBase 子类，以及一堆方便的 mavlink 枚举和一堆强类型的 MavLinkCommand 子类。

MavLinkMessageBase#

这是一组强类型消息类的基类，由 MavLinkComGenerator 项目代码生成。这取代了 mavlink C API 中定义的 C 消息，并提供了一种稍微更面向对象的方式来通过 MavLinkNode 上的 sendMessage 发送和接收消息。这些类具有 encode/decode 方法，用于与 MavLinkMessage 类相互转换。

MavLinkCommand#

这是一组强类型命令类的基类，由 MavLinkComGenerator 项目代码生成。这取代了 mavlink C API 中定义的 C 定义，并提供了一种更面向对象的方式来通过 MavLinkNode 上的 sendCommand 方法发送命令。MavLinkNode 负责将这些命令转换为底层 mavlink COMMAND_LONG 消息。

MavLinkConnection#

此​​类提供静态辅助方法，用于通过串行端口以及 UDP 或 TCP 套接字创建与远程 MavLink 节点的连接。此类提供了一种以发布/订阅方式订阅接收来自该节点消息的方式，因此您可以在同一连接上拥有多个订阅者。MavLinkVehicle 使用此方法来跟踪定义整体飞行器状态的各种消息。

MavLinkVehicle#

MavLinkVehicle 是一个 MavLinkNode，它跟踪定义整体飞行器状态的各种消息，并提供一个 VehicleState 结构体，其中包含该状态的快照，包括返航点、当前姿态、本地位置、全局位置等等。此类还提供了一系列辅助方法，封装了常用命令，提供简单的方法调用来执行诸如布防、撤防、起飞、降落、飞到本地坐标以及通过位置或速度控制在外部控制下飞行等操作。

MavLinkTcpServer#

此辅助类提供了一种设置“服务器”的方法，该服务器接受来自远程节点的 MavLinkConnection。您可以使用此​​类获取一个连接，然后可以将其提供给 MavLinkVideoServer 以通过 MavLink 提供图像。

MavLinkFtpClient#

此辅助类接受给定的 MavLinkConnection，并为支持 FTP 功能的飞行器提供 MAVLINK_MSG_ID_FILE_TRANSFER_PROTOCOL 的 FTP 客户端支持。此​​类提供简单的方法来列出目录内容，以及获取和放置文件。

MavLinkVideoClient#

此辅助类接受给定的 MavLinkConnection，并提供辅助方法，用于从远程节点请求视频，并将 MAVLINK_MSG_ID_DATA_TRANSMISSION_HANDSHAKE 和 MAVLINK_MSG_ID_ENCAPSULATED_DATA 消息打包成易于使用的 MavLinkVideoFrames。

MavLinkVideoServer#

此辅助类接受给定的 MavLinkConnection，并提供 MavLinkVideoClient 协议的服务器端，包括在有视频请求需要处理时（hasVideoRequest）进行通知的辅助方法，以及发送视频帧（sendFrame）的方法，该方法将生成正确的 MAVLINK_MSG_ID_DATA_TRANSMISSION_HANDSHAKE 和 MAVLINK_MSG_ID_ENCAPSULATED_DATA 序列。

示例#

以下来自 UnitTest 项目的代码展示了如何通过 USB 串口连接到 Pixhawk 飞行控制器，然后等待接收到第一个心跳消息。

auto connection = MavLinkConnection::connectSerial("drone", "/dev/ttyACM0", 115200, "sh /etc/init.d/rc.usb\n");
MavLinkHeartbeat heartbeat;
if (!waitForHeartbeat(10000, heartbeat)) {
    throw std::runtime_error("Received no heartbeat from PX4 after 10 seconds");
}

以下代码连接到串口，然后将所有与 QGroundControl 之间的消息转发到该无人机，使用另一个连接加入无人机数据流。

auto droneConnection = MavLinkConnection::connectSerial("drone", "/dev/ttyACM0", 115200, "sh /etc/init.d/rc.usb\n");
auto proxyConnection = MavLinkConnection::connectRemoteUdp("qgc", "127.0.0.1", "127.0.0.1", 14550);
droneConnection->join(proxyConnection);
以下代码然后使用该连接，打开心跳并开始使用本地系统 ID 166 和组件 ID 1 跟踪飞行器信息。
auto vehicle = std::make_shared<MavLinkVehicle>(166, 1);
vehicle->connect(connection);
vehicle->startHeartbeat();

std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));

VehicleState state = vehicle->getVehicleState();
printf("Home position is %s, %f,%f,%f\n", state.home.is_set ? "set" : "not set", 
    state.home.global_pos.lat, state.home.global_pos.lon, state.home.global_pos.alt);
以下代码使用飞行器对象布防无人机并起飞，然后等待达到起飞高度。
bool rc = false;
if (!vehicle->armDisarm(true).wait(3000, &rc) || !rc) {
    printf("arm command failed\n");
    return;
}
if (!vehicle->takeoff(targetAlt).wait(3000, &rc) || !rc) {
    printf("takeoff command failed\n");
    return;
}
int version = vehicle->getVehicleStateVersion();
while (true) {
    int newVersion = vehicle->getVehicleStateVersion();
    if (version != newVersion) {
        VehicleState state = vehicle->getVehicleState();
        float alt = state.local_est.pos.z;
        if (alt >= targetAlt - delta && alt <= targetAlt + delta)
        {           
            reached = true;
            printf("Target altitude reached\n");
            break;
        }
    } else {
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));
    }
}
以下代码使用外部控制使无人机以摄像头对准中心的方式绕圈飞行。这里我们使用 subscribe 方法检查每个新的本地位置消息，以便在接收到该新位置后立即计算新的速度矢量。我们使用 setMessageInterval 请求这些消息的高速率，以确保平滑的圆形轨道。
vehicle->setMessageInterval((int)MavLinkMessageIds::MAVLINK_MSG_ID_LOCAL_POSITION_NED, 30);
vehicle->requestControl();
int subscription = vehicle->getConnection()->subscribe(
    [&](std::shared_ptr<MavLinkConnection> connection, const MavLinkMessage& m) {
        if (m.msgid == (int)MavLinkMessageIds::MAVLINK_MSG_ID_LOCAL_POSITION_NED)
        {
            // convert generic msg to strongly typed message.
            MavLinkLocalPositionNed localPos;
            localPos.decode(msg); 
            float x = localPos.x;
            float y = localPos.y;
            float dx = x - cx;
            float dy = y - cy;
            float angle = atan2(dy, dx);
            if (angle < 0) angle += M_PI * 2;
            float tangent = angle + M_PI_2;
            double newvx = orbitSpeed * cos(tangent);
            double newvy = orbitSpeed * sin(tangent);
            float heading = angle + M_PI;
            vehicle->moveByLocalVelocityWithAltHold(newvx, newvy, altitude, true, heading);
        }
    });
以下代码停止在外部模式下飞行无人机，并告诉无人机在其当前位置悬停。此版本的代码展示了如何在不阻塞 wait 调用的情况下使用 AsyncResult。
    vehicle->releaseControl();
    if (vehicle->loiter().then([=](bool rc) {
        printf("loiter command %s\n", rc ? "succeeded" : "failed");
    }

以下代码从无人机获取所有可配置参数并打印它们。

    auto list = vehicle->getParamList();
    auto end = list.end();
    int count = 0;
    for (auto iter = list.begin(); iter < end; iter++)
    {
        count++;
        MavLinkParameter p = *iter;
        if (p.type == MAV_PARAM_TYPE_REAL32 || p.type == MAV_PARAM_TYPE_REAL64) {
            printf("%s=%f\n", p.name.c_str(), p.value);
        }
        else {
            printf("%s=%d\n", p.name.c_str(), static_cast<int>(p.value));
        }
    }
以下代码在 Pixhawk 上设置一个参数以禁用 USB 安全检查（如果您通过 USB 使用无人机上另一个机载计算机控制 Pixhawk，这将非常方便）。如果您通过 USB 将 PC 或笔记本电脑连接到无人机，则不应这样做。

    MavLinkParameter  p;
    p.name = "CBRK_USB_CHK";
    p.value = 197848;
    if (!vehicle->setParameter(p).wait(3000,&rc) || !rc) {
        printf("Setting the CBRK_USB_CHK failed");
    }

MavLinkVehicle 实际上有一个名为 allowFlightControlOverUsb 的辅助方法，所以现在您知道它是如何实现的了 :-)

高级连接#

您可以使用 MavLinkConnection 类的“join”方法连接不同配置的 mavlink 管道，如下所示。

示例 1，我们通过串口连接到 PX4，并将这些消息代理到侦听远程端口的 QGroundControl 和 LogViewer。

Serial to QGC

示例 2：仿真可以与 jMavSim 通信，jMavSim 连接到 PX4。jMavSim 还可以管理多个连接，因此它可以与虚幻模拟器通信。另一个 MavLinkConnection 可以加入 jMavSim 不支持的代理连接，例如 LogViewer 或远程摄像头节点。

Serial to QGC

示例 3：我们使用 MavLinkConnection 通过串口连接到 PX4，然后为所有远程节点（包括 jMavSim）加入额外的连接。

Serial to QGC

示例 4：我们还可以使用分布式系统远程控制无人机。

Serial to QGC