PX4源码开发人员文档(二)——Hello Sky.doc

前提 用UART1连接PX4FMU和计算机 安装PX4Toolchain 注册Github账户Step 1: 准备源码文件为了方便管理代码，可以使用GIT 版本控制系统，在 GitHub上 fork和更新源码。不注册GitHub的话，可以在PX4 console中输入下面的命令：1. gitclone/PX4/Firmware更新the git submodules，在 PX4 console上输入：1. cdFirmware2. gitsubmoduleinit3. gitsubmoduleupdate文件准本完成，编译操作系统，输入：1. makearchives当submodules或者NuttX配置改变，重新编译。在Firmware/src/examples/新建目录px4_simple_app，在目录中新建文件module.mk并添加如下内容:1. MODULE_COMMAND=px4_simple_app2. SRCS=px4_simple_app.cStep 2: 最小程序在px4_simple_app目录下创建px4_simple_app.c文件。遵循PX4 CodingStyle编辑如下代码：1. /*2. *filepx4_simple_app.c3. *MinimalapplicationexampleforPX4autopilot.4. */5. 6. #include7. #include8. #include9. 10. _EXPORTintpx4_simple_app_main(intargc,char*argv);11. 12. intpx4_simple_app_main(intargc,char*argv)13. 14. printf(HelloSky!n);15. returnOK;16. Step 3: 在NuttShell中注册应用并build完成了应用并可以运行，但是没有在NuttShell 命令中注册。为将应用编译到固件当中，将其填加到需要build的模块中。该配置位于：Firmware/makefiles/nuttx/config_px4fmu-v2_default.mk在上面的文件中的任意位置，为应用创建一行：1. MODULES+=examples/px4_simple_app然后编译，并清除已经build的应用：1. makeclean2. makepx4fmu-v2_default-j4如果没有注册新的app，只需要对新增的builds执行下述命令：1. makepx4fmu-v2_default-j4Step 4:加载应用并测试使能uploader 然后重置电路板:1. makeuploadpx4fmu-v2_default-j4在重置电路板之前显示如下一系列信息：1. Generating/Users/user/src/Firmware/Images/px4fmu.px42. Loadedfirmwarefor5,0,waitingforthebootloader.电路板充值并上载后，打印：1. Foundboard5,0on/dev/tty.usbmodem12. erase.3. program.4. verify.5. done,rebooting.运行px4 Toolchain下的TeraTerm，运行File/New connection，选择飞控所在的串口，点击OK。按回车，出现nsh.在NSH连接的情况下，切换到shell.如果没有看到输出，敲击Enter键，会得到NSH提示；或者也可以，使用QGroundControl进行NuttShell (NSH)，使用Mini-USB连接Pixhawk，按照下图进行。点击QGroundControl上的终端输出，并敲击Enter键。1. nsh输入help，并敲击Enter键:1. nshhelp2. helpusage:help-v3. 4. dfkillmkfifopssleep5. ?echolosetupmkrdpwdtest6. catexeclsmhrmumount7. cdexitmbmountrmdirunset8. cpfreemkdirmvsetusleep9. ddhelpmkfatfsmwshxd10. 11. BuiltinApps:12. reboot13. perf14. top15. .16. px4_simple_app17. .18. sercon19. serdispx4_simple_app现在成为可用的指令。输入px4_simple_app并敲击Enter键:1. nshpx4_simple_app2. HelloSky!Step 5: 订阅传感器数据为了做有用的事情，应用需要订阅subscribe输入并发布publish输出 (e.g. 电机 或伺服指令). PX4平台真正的硬件抽象（truehardware abstraction ）开始有用不需要与传感器驱动以任何方式相互作用，并且电路板或者传感器升级后不需要升级。PX4中应用间独立的消息通道被称作topics. 在这里，感兴趣的是sensor_combinedtopic, 其调用整个系统的同步传感器数据。订阅到topic非常快和干净：1. #include2. .3. intsensor_sub_fd=orb_subscribe(ORB_ID(sensor_combined);sensor_sub_fd是一个文件描述符，非常高效的执行一块等待新的数据的数据块。当前的进程进入休眠，当有新的数据可用时，由调度程序自动地唤醒，在等待的时候，不占用任何CPU周期。为实现这点，使用poll()，调用 POSIX system 。将poll()添加到subscription看上去像：1. #include2. #include3. .4. intsensor_sub_fd=orb_subscribe(ORB_ID(sensor_combined);5. 6. /*onecouldwaitformultipletopicswiththistechnique,justusingonehere*/7. structpollfdfds=8. .fd=sensor_sub_fd,.events=POLLIN,9. ;10. 11. while(true)12. /*waitforsensorupdateof1filedescriptorfor1000ms(1second)*/13. intpoll_ret=poll(fds,1,1000);14. .15. if(fds0.revents&POLLIN)16. /*obtaineddataforthefirstfiledescriptor*/17. structsensor_combined_sraw;18. /*copysensorsrawdataintolocalbuffer*/19. orb_copy(ORB_ID(sensor_combined),sensor_sub_fd,&raw);20. printf(px4_simple_appAccelerometer:t%8.4ft%8.4ft%8.4fn,21. (double)raw.accelerometer_m_s20,22. (double)raw.accelerometer_m_s21,23. (double)raw.accelerometer_m_s22);24. 25. px4_simple_app的完整代码如下：1. /*2. *filepx4_simple_app.c3. *MinimalapplicationexampleforPX4autopilot4. *5. *authorExampleUser6. */7. 8. #include9. #include10. #include11. #include12. 13. #include14. #include15. 16. _EXPORTintpx4_simple_app_main(intargc,char*argv);17. 18. intpx4_simple_app_main(intargc,char*argv)19. 20. printf(HelloSky!n);21. 22. /*subscribetosensor_combinedtopic*/23. intsensor_sub_fd=orb_subscribe(ORB_ID(sensor_combined);24. 25. /*onecouldwaitformultipletopicswiththistechnique,justusingonehere*/26. structpollfdfds=27. .fd=sensor_sub_fd,.events=POLLIN,28. /*therecouldbemorefiledescriptorshere,intheformlike:29. *.fd=other_sub_fd,.events=POLLIN,30. */31. ;32. 33. interror_counter=0;34. 35. while(true)36. /*waitforsensorupdateof1filedescriptorfor1000ms(1second)*/37. intpoll_ret=poll(fds,1,1000);38. 39. /*handlethepollresult*/40. if(poll_ret=0)41. /*thismeansnoneofourprovidersisgivingusdata*/42. printf(px4_simple_appGotnodatawithinasecondn);43. elseif(poll_ret0)44. /*thisisseriouslybad-shouldbeanemergency*/45. if(error_counter10|error_counter%50=0)46. /*useacountertopreventflooding(andslowingusdown)*/47. printf(px4_simple_appERRORreturnvaluefrompoll():%dn48. ,poll_ret);49. 50. error_counter+;51. else52. 53. if(fds0.revents&POLLIN)54. /*obtaineddataforthefirstfiledescriptor*/55. structsensor_combined_sraw;56. /*copysensorsrawdataintolocalbuffer*/57. orb_copy(ORB_ID(sensor_combined),sensor_sub_fd,&raw);58. printf(px4_simple_appAccelerometer:t%8.4ft%8.4ft%8.4fn,59. (double)raw.accelerometer_m_s20,60. (double)raw.accelerometer_m_s21,61. (double)raw.accelerometer_m_s22);62. 63. /*therecouldbemorefiledescriptorshere,intheformlike:64. *if(fds1.n.revents&POLLIN)65. */66. 67. 68. 69. return0;70. 编译app，通过下面的指令：1. make测试uORB订阅运行更新后的程序。UORB app 可能已经在运行，但是重新运行一次也没关系，所以执行:1. uorbstart目标请求中间人已经被激活，可以启动传感器：1. sh/etc/init.d/rc.sensors最后一步是启动应用，但是为什么语法不同？1. px4_simple_app&不同是，uorb和传感器应用作为后台程序运行Daemon(computing)。 这就允许在不失去对NuttShell控制的情况下，启动/停止其。假如忘了在行末输入& ，应用将会将现在传感器的值铺满显示屏：1. px4_simple_appAccelerometer:0.04830.08210.03322. px4_simple_appAccelerometer:0.04860.08200.03363. px4_simple_appAccelerometer:0.04870.08190.03274. px4_simple_appAccelerometer:0.04820.08180.03235. px4_simple_appAccelerometer:0.04820.08270.03316. px4_simple_appAccelerometer:0.04890.08040.0328由于不是后台程序，没有办法将其停止，只能让其运行，或者通过发起下面的命令重启自驾仪：1. reboot或者按压PX4FMU上的reset button.如何将应用变为后台程序可以参考this tutorial。Step 6: 速率受限的订阅上一步最后一步是屏幕上铺满传感器数据。通常并不需要数据以最高速率刷新，试图保持最高速率，通常会使整个系统变慢。API接口非常简单:1. orb_set_interval(inthandle,unsignedinterval);限制topic到1 Hz, 只需添加：1. orb_set_interval(sensor_sub_fd,1000);到示例代码这行的下面(在line 55附近):1. /*subscribetosensor_combinedtopic*/2. intsensor_sub_fd=orb_subscribe(ORB_ID(sensor_combined);屏幕将会以1Hz的速率方便的打印传感器数据。Step 7: 发布数据为了使用计算得到的输出，下一步是发布结果。假如我们使用了一个topic，mavlinkapp通过该topic转发到地面站，我们甚至可以查看结果。出于这个目的，来拦截姿态 topic。接口非常简单，初始化topic结构，并通告（advertise)topic。1. #include2. .3. /*advertiseattitudetopic*/4. structvehicle_attitude_satt;5. memset(&att,0,sizeof(att);6. orb_advert_tatt_pub_fd=orb_advertise(ORB_ID(vehicle_attitude),&att);在主循环中，当其准备好后，发布信息：1. orb_publish(ORB_ID(vehicle_attitude),att_pub_fd,&att);修改后的完整示例代码为：1. /*2. *filepx4_simple_app.c3. *MinimalapplicationexampleforPX4autopilot4. */5. 6. #include7. #include8. #include9. #include10. 11. #include12. #include13. #include14. 15. _EXPORTintpx4_simple_app_main(intargc,char*argv);16. 17. intpx4_simple_app_main(intargc,char*argv)18. 19. printf(HelloSky!n);20. 21. /*subscribetosensor_combinedtopic*/22. intsensor_sub_fd=orb_subscribe(ORB_ID(sensor_combined);23. orb_set_interval(sensor_sub_fd,1000);24. 25. /*advertiseattitudetopic*/26. structvehicle_attitude_satt;27. memset(&att,0,sizeof(att);28. intatt_pub_fd=orb_advertise(ORB_ID(vehicle_attitude),&att);29. 30. /*onecouldwaitformultipletopicswiththistechnique,justusingonehere*/31. structpollfdfds=32. .fd=sensor_sub_fd,.events=POLLIN,33. /*therecouldbemorefiledescriptorshere,intheformlike:34. *.fd=other_sub_fd,.events=POLLIN,35. */36. ;37. 38. interror_counter=0;39. 40. while(true)41. /*waitforsensorupdateof1filedescriptorfor1000ms(1second)*/42. intpoll_ret=poll(fds,1,1000);43. 44. /*handlethepollresult*/45. if(poll_ret=0)46. /*thismeansnoneofourprovidersisgivingusdata*/47. printf(px4_simple_appGotnodatawithinasecondn);48. elseif(poll_ret0)49. /*thisisseriouslybad-shouldbeanemergency*/50. if(error_counter10|error_counter%50=0)51. /*useacountertopreventflooding(andslowingusdown)*/52. printf(px4_simple_appERRORreturnvaluefrompoll():%dn53. ,poll_ret);54. 55. error_counter+;56. else57. 58. if(fds0.revents&POLLIN)59. /*obtaineddataforthefirstfiledescriptor*/60. structsensor_combined_sraw;61. /*copysensorsrawdataintolocalbuffer*/62. orb_copy(ORB_ID(sensor_combined),sensor_sub_fd,&raw);63. printf(px4_simple_appAccelerometer:t%8.4ft%8.4ft%8.4f