Payload SDK

运动规划

2024-02-28
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概述

DJI PSDK 为满足用户对控制无人机飞行自动化的需求，提供了运动规划功能；开发者使用运动规划功能，可根据实际的使用需求设计相应的航点任务和热点任务，制定控制无人机自动化飞行的控制逻辑。

航点任务

航点规划是一个控制无人机按照指定的航线飞行，实现无人机飞行自动化的控制功能。开发者通过调用DJI PSDK 的接口，能够控制无人机以指定的高度飞往指定位置并执行相应动作，根据实际的使用需求，还可控制无人机重复多次执行指定的任务，实现自动化巡航等功能。

航点

开发者在使用航点任务时，需要指定航点数量和对应的航点类型。

  • 航点数量
    使用航点任务时，开发者需使用PSDK 中的API 接口指定无人机所需飞达的航点，DJI PSDK 支持开发者在一个任务中最多添加65535 个航点，至少2个航点。
  • 航点类型
    航点类型是指无人机在执行航点任务时，飞向该航点的方式，其中包含曲率飞行、直线飞行和协调转弯。
    • 曲率飞行
      • 无人机以曲率连续的方式执行飞行任务时，到达指定的航点不停留。
      • 无人机以曲率连续的方式执行飞行任务时，在航点处停留。
      • 无人机以曲率不连续的方式执行飞行任务时，在航点处停留。
    • 直线飞行
      • 直线进入
      • 直线退出
    • 协调转弯：无人机在到达航点前提前转弯

动作

开发者在使用航点任务时，开发者或用户可为无人机在指定的航点处添加对应的动作，如拍照、录像或悬停等。

  • 动作信息
    动作信息主要由动作ID、触发该动作的触发器和执行该动作的执行器组成。
    • 动作ID，开发者可指定全局唯一的动作ID 标识用户设置的动作。
    • 触发器：触发无人机执行动作的触发器，包含触发器的类型，以及该触发类型所对应的参数。每个触发器仅支持一种触发类型。
    • 执行器：执行用户指定动作的模块，包含执行器的类型和执行器的编号，以及该执行器所对应的参数。每个执行器仅支持一种执行类型
  • 动作数量
    DJI PSDK 支持开发者最多在一个任务中总共可添加65535 个动作。
  • 动作管理：
    • 支持将相机对焦变焦的动作配置到地面站中自动执行。
    • 支持云台角度增量控制
    • 支持配置多个云台多个相机
  • 动作触发
    如需在无人机执行航点任务的过程中，触发无人机执行指定的动作，需要添加触发该动作的条件：
    • 定时触发
    • 距离触发
    • 动作串行触发
    • 动作并行触发
    • 航点触发：无人机在航点飞行时，在第N个航点结束航点任务

速度控制

PSDK 为开发者提供了速度控制功能，能够使开发者为指定的航点配置不同的速度（为同一个航点设置多个速度），支持开发者在无人机执行航线飞行任务时，修改或查询无人机全局巡航速度。

断连控制

新增支持配置遥控器失联后继续执行航线任务的功能。

说明

  • 基于PSDK 开发的应用程序在控制无人机执行任务时，用户可使用遥控器控制无人机如无人机的飞行速度、飞行高度和飞行航向等。
  • 无人机每次只能执行一个自动化飞行任务，上传新的任务后，已有的飞行任务将会被覆盖。
  • 在航点任务中，无人机的航点与无人机的动作没有必然关系，开发者可根据实际情况添加航点和无人机飞行时的动作。

工作流程

航点任务功能按如下流程，控制无人机执行航点任务：

  1. 上传航线任务的整体信息
    一个航点任务包含航点任务的ID、航点任务的航点数、任务重复次数、航点任务结束后的动作、最大飞行速度和巡航速度。
  2. 上传航点信息

    • 基础参数：航点坐标（设置航点的经度、纬度和相对于起飞点的高度）、航点类型、航向类型和飞行速度。

    • 可选参数：缓冲距离、航向角度、转向模式、兴趣点、单点最大飞行速度、单点巡航速度。

      说明： 仅开发者设置航点信息所有的基础参数后，才能设置航点信息的可选参数。

  3. 设置动作信息（可选）
    设置动作的ID、触发器和执行器
  4. 上传无人机的航点任务的信息
  5. 控制无人机执行航点任务
    上传无人机航点和对应的动作信息后，开发者即可通过指定的接口控制航点任务，如开始、停止或暂停任务，设置或获取巡航速度等。

使用航点任务 - Waypoint 2.0

说明： Waypoint 2.0功能目前只支持 Matrice 300 RTK 和 Matrice 350 RTK

Waypoint 2.0功能提供了上传航线任务、获取和设置巡航速度、监控航线状态和控制航线执行动作等功能。

1. 航点任务初始化

初始化航点任务的信息，向无人机飞行控制器发送航点任务的整体信息和航点信息，其中航点任务的整体信息包括无人机的巡航速度、断连控制和航点信息等；航点信息包含航点高度，航点经纬度等。

    returnCode = DjiTest_WaypointV2Init();
    if (returnCode != DJI_ERROR_SYSTEM_MODULE_CODE_SUCCESS) {
        USER_LOG_ERROR("Init waypoint V2 sample failed, error code: 0x%08X", returnCode);
        USER_LOG_INFO("Waypoint V2 sample end");
        return returnCode;
    }

    USER_LOG_INFO("--> Step 2: Subscribe gps fused data");
    DjiTest_WidgetLogAppend("--> Step 2: Subscribe gps fused data");
    returnCode = DjiFcSubscription_SubscribeTopic(DJI_FC_SUBSCRIPTION_TOPIC_POSITION_FUSED,
                                                  DJI_DATA_SUBSCRIPTION_TOPIC_50_HZ, NULL);
    if (returnCode != DJI_ERROR_SYSTEM_MODULE_CODE_SUCCESS) {
        USER_LOG_ERROR("Subscribe gps fused data failed, error code: 0x%08X", returnCode);
        goto out;
    }

    USER_LOG_INFO("--> Step 3: Register waypoint V2 event and state callback\r\n");
    DjiTest_WidgetLogAppend("--> Step 3: Register waypoint V2 event and state callback\r\n");
    returnCode = DjiWaypointV2_RegisterMissionEventCallback(DjiTest_WaypointV2EventCallback);
    if (returnCode != DJI_ERROR_SYSTEM_MODULE_CODE_SUCCESS) {
        USER_LOG_ERROR("Register waypoint V2 event failed, error code: 0x%08X", returnCode);
        goto out;
    }
    returnCode = DjiWaypointV2_RegisterMissionStateCallback(DjiTest_WaypointV2StateCallback);
    if (returnCode != DJI_ERROR_SYSTEM_MODULE_CODE_SUCCESS) {
        USER_LOG_ERROR("Register waypoint V2 state failed, error code: 0x%08X", returnCode);
        goto out;
    }
    osalHandler->TaskSleepMs(timeOutMs);

2. 上传航点任务

  • 上传航点任务
    T_DjiReturnCode returnCode;
    uint16_t polygonNum = missionNum - 2;
    dji_f32_t radius = 6;
    uint16_t actionNum = 5;
    T_DjiWayPointV2MissionSettings missionInitSettings = {0};
    T_DJIWaypointV2ActionList actionList = {NULL, 0};

    /*! Generate actions*/
    actionList.actions = DjiTest_WaypointV2GenerateWaypointV2Actions(actionNum);
    actionList.actionNum = actionNum;

    /*! Init waypoint settings*/
    missionInitSettings.missionID = s_missionID + 10;
    USER_LOG_DEBUG("Generate mission id:%d", missionInitSettings.missionID);
    missionInitSettings.repeatTimes = 1;
    missionInitSettings.finishedAction = DJI_WAYPOINT_V2_FINISHED_GO_HOME;
    missionInitSettings.maxFlightSpeed = 10;
    missionInitSettings.autoFlightSpeed = 2;
    missionInitSettings.actionWhenRcLost = DJI_WAYPOINT_V2_MISSION_KEEP_EXECUTE_WAYPOINT_V2;
    missionInitSettings.gotoFirstWaypointMode = DJI_WAYPOINT_V2_MISSION_GO_TO_FIRST_WAYPOINT_MODE_POINT_TO_POINT;
    missionInitSettings.mission = DjiTest_WaypointV2GeneratePolygonWaypointV2(radius, polygonNum);
    missionInitSettings.missTotalLen = missionNum;
    missionInitSettings.actionList = actionList;

    returnCode = DjiWaypointV2_UploadMission(&missionInitSettings);

    if (returnCode != DJI_ERROR_SYSTEM_MODULE_CODE_SUCCESS) {
        USER_LOG_ERROR("Init waypoint V2 mission setting failed, ErrorCode:0x%lX", returnCode);
        return returnCode;
    }

3. 控制无人机执行航点任务

  • 开始执行航点任务 无人机开始执行航点任务前，将先检查用户上传的任务信息，若检查失败，无人机将无法执行航点任务，详情请查看错误码信息。
T_DjiReturnCode DjiWaypointV2_Start(void);
  • 暂停执行航点任务 控制无人机暂停执行航点任务。
T_DjiReturnCode DjiWaypointV2_Pause(void);
  • 恢复执行航点任务 控制无人机从暂停的位置，继续执行为完成的航点任务。
T_DjiReturnCode DjiWaypointV2_Resume(void);
  • 停止执行航点任务 控制无人机停止执行航点任务。
T_DjiReturnCode DjiWaypointV2_Stop(void);

4. 设置无人机的巡航速度

设置或获取无人机在执行航点任务时的巡航速度。

  • 设置巡航速度
T_DjiReturnCode DjiWaypointV2_SetGlobalCruiseSpeed(T_DjiWaypointV2GlobalCruiseSpeed cruiseSpeed);
  • 获取巡航速度
T_DjiReturnCode DjiWaypointV2_GetGlobalCruiseSpeed(T_DjiWaypointV2GlobalCruiseSpeed *cruiseSpeed);

使用航点任务 - Waypoint 3.0

说明： waypoint v3.0 支持 Matrice 30 Series、Mavic 3 Enterprise Series 和 Matrice 3D/3TD 机型，不支持 Matrice 300 RTK 和 Matrice 350 RTK。

Waypoint 3.0功能提供了上传航线任务、监控航线状态和控制航线执行动作等功能。相比Waypoint 2.0，可以直接导入标准格式的KMZ文件，通用性和兼容性更好。KMZ格式请参考：航线文件格式open in new window。

1. 航点任务初始化

在使用航线任务-Waypoint 3.0功能之前，需要先调用接口DjiWaypointV3_Init 接口进行初始化操作。

returnCode = DjiWaypointV3_Init();
if (returnCode != DJI_ERROR_SYSTEM_MODULE_CODE_SUCCESS) {
    USER_LOG_ERROR("Waypoint v3 init failed.");
    return returnCode;
}

2. 上传航点任务

相比Waypoint 2.0复杂的航线配置，Waypoint 3.0的KMZ文件更加简单易用。用户可以通过调用DjiWaypointV3_UploadKmzFile 直接传入KMZ文件数据，执行航线任务。KMZ文件可以在DJI Pilot提前规划好航线导出。

T_DjiReturnCode DjiWaypointV3_UploadKmzFile(const uint8_t *data, uint32_t dataLen);

3. 控制无人机执行航点任务

当航线上传完成之后，即可调用DjiWaypointV3_Action 执行航线任务，包括开始、停止、暂停和继续执行航线任务。

T_DjiReturnCode DjiWaypointV3_Action(E_DjiWaypointV3Action action);

4. 监测航线状态

在用户开始执行航线任务之前，建议注册航线状态回调接口，在执行航线过程中，可以通过注册的回调函数实时接收航线状态信息，保证飞行安全。

returnCode = DjiWaypointV3_RegMissionStateCallback(DjiTest_WaypointV3StateCallback);
if (returnCode != DJI_ERROR_SYSTEM_MODULE_CODE_SUCCESS) {
    USER_LOG_ERROR("Register waypoint v3 state callback failed.");
    goto out;
}

static T_DjiReturnCode DjiTest_WaypointV3StateCallback(T_DjiWaypointV3MissionState missionState)
{
    USER_LOG_INFO("Waypoint v3 mission state: %d", missionState.state);

    return DJI_ERROR_SYSTEM_MODULE_CODE_SUCCESS;
}

使用兴趣点环绕任务 - POI(Point of Interest)

说明： POI 功能仅支持 Mavic 3 行业系列机型，其他机型暂不支持。

POI 功能提供了开启兴趣点环绕、关闭兴趣点环绕、设置环绕速度、监控环绕任务状态等功能。

1. 环绕任务初始化

在使用 POI 环绕任务功能之前，需要先调用接口DjiInterestPoint_Init 接口进行初始化操作。

returnCode = DjiWaypointV3_Init();
if (returnCode != DJI_ERROR_SYSTEM_MODULE_CODE_SUCCESS) {
    USER_LOG_ERROR("Waypoint v3 init failed.");
    return returnCode;
}

2. 设置环绕速度

在执行环绕任务之前或者执行环绕任务中，可以调用DjiInterestPoint_SetSpeed 接口设置环绕任务的速度。

    DjiInterestPoint_SetSpeed(5.0f);

3. 选择环绕点，开始环绕

选择合适的环绕点，可以调用DjiInterestPoint_Start 接口开始环绕任务，环绕的半径会根据当前飞机位置和目标点的GPS坐标自动计算得出。

    interestPointSettings.latitude = 22.542812;
    interestPointSettings.longitude = 113.958902;
    returnCode = DjiInterestPoint_RegMissionStateCallback(DjiUser_InterestPointMissionStateCallback);
    if (returnCode != DJI_ERROR_SYSTEM_MODULE_CODE_SUCCESS) {
        USER_LOG_INFO("Register mission state callback failed, errno=%lld", returnCode);
        return returnCode;
    }
    returnCode = DjiInterestPoint_Start(interestPointSettings);
    if (returnCode != DJI_ERROR_SYSTEM_MODULE_CODE_SUCCESS) {
        USER_LOG_INFO("Point interest start failed, errno=%lld", returnCode);
        return returnCode;
    }

4. 检测环绕状态

在用户开始执行环绕任务之前，建议注册环绕任务状态回调接口，在执行任务过程中，可以通过注册的回调函数实时接收环绕任务状态信息（环绕任务状态、环绕速度、环绕半径等），从而保证飞行安全。

    returnCode = DjiInterestPoint_RegMissionStateCallback(DjiUser_InterestPointMissionStateCallback);
    if (returnCode != DJI_ERROR_SYSTEM_MODULE_CODE_SUCCESS) {
        USER_LOG_INFO("Register mission state callback failed, errno=%lld", returnCode);
        return returnCode;
    }

5. 停止环绕

在执行环绕任务中，可以通过调用DjiInterestPoint_Stop 接口停止环绕任务。

    returnCode = DjiInterestPoint_Stop();
    if (returnCode != DJI_ERROR_SYSTEM_MODULE_CODE_SUCCESS) {
        USER_LOG_INFO("Point interest stop failed, errno=%lld", returnCode);
        return returnCode;
    }
    DjiFlightController_StartForceLanding();
    returnCode = DjiInterestPoint_DeInit();
    if (returnCode != DJI_ERROR_SYSTEM_MODULE_CODE_SUCCESS) {
        USER_LOG_INFO("Point interest deinit failed, errno=%lld", returnCode);
        return returnCode;
    }
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