使用ros控制无人机飞至高度八米后悬停两秒后降落，要求c++

<think>好的，用户想用ROS和C++控制无人机飞到8米高，悬停两秒然后降落。首先，我得确认用户对ROS和无人机控制的了解程度。可能用户有一定的ROS基础，但具体实现可能不太清楚。 接下来，我需要考虑ROS中常用的无人机控制包，比如Mavros，因为它是连接ROS和PX4或其他飞控的桥梁。用户可能已经安装了Mavros，但如果没有，可能需要指导安装步骤，不过用户这次没提到安装问题，可能已经具备环境。 然后，分析用户的需求分三步：起飞到8米，悬停2秒，降落。在Mavros中，通常通过发布设定点目标位置或速度来控制无人机。这里可能需要使用位置控制，设置目标高度，并保持位置。 需要处理无人机的状态检查，比如确保解锁并切换到Offboard模式，这样才能发送控制指令。可能需要订阅状态话题，比如/mavros/state来确认连接状态，/mavros/local_position/pose来获取当前位置。 代码结构方面，可能需要一个定时器或循环来持续发布目标点，直到达到目标高度。当到达8米后，启动一个定时器，等待2秒，再发布降落指令或者降低高度到0。 还要注意坐标系的问题，比如本地坐标系通常是ENU（东-北-天），所以Z轴正方向是向上，目标高度应为正8米。降落时设置Z为0。 另外，安全考虑：确保无人机有足够的空间飞行，紧急情况下的降落处理，代码中的延迟是否足够让无人机稳定。 可能的错误点：未正确设置Offboard模式，导致指令被忽略；未持续发布指令导致Offboard模式退出；坐标系设置错误导致无人机飞错方向；高度判断的容差问题，比如判断当前位置是否接近目标高度时需要考虑误差。 最后，测试步骤建议用户先在仿真环境中运行，如Gazebo，确保代码无误后再在实际无人机上使用，避免意外。 需要将这些步骤详细地写成C++代码，并添加注释，帮助用户理解每个部分的作用。同时提醒用户安装依赖和运行节点的命令，确保代码能够顺利执行。</think>以下是使用 **ROS (Robot Operating System)** 和 **C++** 控制无人机实现“起飞至8米→悬停2秒→降落”的代码示例及详细说明。假设你已配置好ROS环境，并安装了无人机控制相关的包（如 `mavros` 用于连接PX4飞控）。 --- ### **步骤1：创建ROS包和节点** 1. **创建ROS包**（若已有包可跳过）： ```bash catkin_create_pkg drone_control roscpp mavros geometry_msgs ``` 2. **在 `src` 目录下新建C++文件**（如 `drone_control.cpp`）。 --- ### **步骤2：编写C++代码** ```cpp #include <ros/ros.h> #include <geometry_msgs/PoseStamped.h> #include <mavros_msgs/CommandBool.h> #include <mavros_msgs/SetMode.h> #include <mavros_msgs/State.h> #include <unistd.h> // 全局变量存储无人机状态和位置 mavros_msgs::State current_state; geometry_msgs::PoseStamped current_pose; // 回调函数：更新无人机状态 void state_cb(const mavros_msgs::State::ConstPtr& msg) { current_state = *msg; } // 回调函数：更新当前位置 void pose_cb(const geometry_msgs::PoseStamped::ConstPtr& msg) { current_pose = *msg; } int main(int argc, char **argv) { ros::init(argc, argv, "drone_control_node"); ros::NodeHandle nh; // 订阅无人机状态和位置 ros::Subscriber state_sub = nh.subscribe<mavros_msgs::State>("mavros/state", 10, state_cb); ros::Subscriber pose_sub = nh.subscribe<geometry_msgs::PoseStamped>("mavros/local_position/pose", 10, pose_cb); // 发布目标位置 ros::Publisher local_pos_pub = nh.advertise<geometry_msgs::PoseStamped>("mavros/setpoint_position/local", 10); // 服务客户端：解锁无人机和设置模式 ros::ServiceClient arming_client = nh.serviceClient<mavros_msgs::CommandBool>("mavros/cmd/arming"); ros::ServiceClient set_mode_client = nh.serviceClient<mavros_msgs::SetMode>("mavros/set_mode"); // 等待MAVROS与飞控连接 while (ros::ok() && !current_state.connected) { ros::spinOnce(); ros::Duration(0.1).sleep(); } // 设置目标高度为8米（ENU坐标系，Z轴向上） geometry_msgs::PoseStamped target_pose; target_pose.pose.position.x = 0; target_pose.pose.position.y = 0; target_pose.pose.position.z = 8.0; // 目标高度 // 先发送若干目标点，激活Offboard模式 for (int i = 100; ros::ok() && i > 0; --i) { local_pos_pub.publish(target_pose); ros::spinOnce(); ros::Duration(0.01).sleep(); } // 设置Offboard模式 mavros_msgs::SetMode offboard_mode; offboard_mode.request.custom_mode = "OFFBOARD"; // 解锁无人机 mavros_msgs::CommandBool arm_cmd; arm_cmd.request.value = true; ros::Time last_request = ros::Time::now(); // 主循环 while (ros::ok()) { // 切换Offboard模式并解锁 if (current_state.mode != "OFFBOARD" && (ros::Time::now() - last_request > ros::Duration(5.0))) { if (set_mode_client.call(offboard_mode) && offboard_mode.response.mode_sent) { ROS_INFO("Offboard enabled"); } last_request = ros::Time::now(); } else { if (!current_state.armed && (ros::Time::now() - last_request > ros::Duration(5.0))) { if (arming_client.call(arm_cmd) && arm_cmd.response.success) { ROS_INFO("Drone armed"); } last_request = ros::Time::now(); } } // 检查是否到达目标高度（允许0.1米误差） if (current_pose.pose.position.z > 7.9) { ROS_INFO("Reached 8m, hovering..."); ros::Duration(2.0).sleep(); // 悬停2秒 target_pose.pose.position.z = 0.0; // 设置降落目标 ROS_INFO("Landing..."); } // 持续发布目标位置 local_pos_pub.publish(target_pose); ros::spinOnce(); ros::Duration(0.1).sleep(); } return 0; } ``` --- ### **步骤3：代码解析** 1. **核心逻辑**： - **连接MAVROS**：等待与飞控建立连接。 - **激活Offboard模式**：通过发送初始目标点激活Offboard模式。 - **解锁无人机**：解锁电机并切换至Offboard模式。 - **控制高度**：发布目标高度为8米，检测到达后悬停2秒，最后降落到地面（Z=0）。 2. **关键话题和服务**： - `mavros/state`：订阅无人机状态（连接、模式、解锁状态）。 - `mavros/local_position/pose`：订阅本地位置信息。 - `mavros/setpoint_position/local`：发布目标位置。 - `mavros/cmd/arming`：解锁服务。 - `mavros/set_mode`：设置飞行模式服务。 3. **坐标系说明**： - 使用 **ENU（东-北-天）坐标系**，Z轴方向向上，因此目标高度 `z=8.0` 表示离地8米。 --- ### **步骤4：编译与运行** 1. **修改`CMakeLists.txt`**： ```cmake add_executable(drone_control_node src/drone_control.cpp) target_link_libraries(drone_control_node ${catkin_LIBRARIES}) ``` 2. **编译并运行**： ```bash catkin_make source devel/setup.bash roslaunch mavros px4.launch # 假设已配置PX4仿真或实际硬件 rosrun drone_control drone_control_node ``` --- ### **注意事项** 1. **仿真测试**：建议先在Gazebo或PX4仿真环境中测试代码。 2. **安全设置**：确保无人机周围环境安全，紧急情况下可通过遥控器接管控制。 3. **飞控兼容性**：代码基于PX4飞控和MAVROS，若使用其他飞控（如ArduPilot），需调整话题和服务名称。 若有具体硬件或飞控问题，可提供更多细节进一步优化！