无人机数传通信代理 2.0

无人机之间通信通常依赖4G模块或者数传图传。4G模块需要购买SIM卡并长期续费，虽然带宽很高，但是在某些信号弱的地方就很不友好。该项目提供了地面站和多无人机之间利用数传电台通讯的ROS接口，地面站与无人机共享状态和位置信息，开发者无需思考串口通信的具体实现。该项目在ubuntu 18.04、ros melodic中充分测试，理论上在其他版本的系统中也能正确运行。

2.0版本与之前的版本完全不兼容，其底层结构完全不一样。新版本相比于旧版本接口更为清晰，功能更为强大，稳定性更好。使用CUAV XBee Pro 数传电台 测试发现单结点带宽最多只有5KB/s，这种状态下数传丢包率严重，伴随大量的ERROR输出。为了程序的正确运行，务必保证单结点的带宽在2KB/s以下 （如果你的数传更为强劲，可以往上调整）。如果你希望将该项目迁移到您的编队项目中，请务必保证通信过程中不出现任何ERROR输出。ERROR的打印通常是带宽不足导致的，带宽不足致使缓冲区的旧数据被新数据覆盖，此时需要适当降低信息的发送频率。在默认配置下，最多支持5台无人机的编队。

开发不易，请star支持一下

【无人机通信】radio_proxy配置教程--地面站

【无人机通信】radio_proxy配置教程--A3

【无人机通信】radio_proxy配置教程--N3

【其他教程】XbeePro 配置教程

1. 特点

• 支持N3、A3、PX4飞控，仅需要少量修改开箱即用；
• 默认大端通讯，自动检测环境大小端，可移植性强；
• 提供目标、位置共享，全方位支持编队；
• 支持地面站为中心或无人机为中心的通信拓扑结构；

2. 固定串口ID （如果不需要请忽略）

将数传通过USB连接到地面站或者机载电脑上，然后参考此处固定串口ID。 开发包中的默认端口号为/dev/usb_radio。喜欢用/dev/ttyUSB0之类的端口可以修改对应launch文件。

3. 安装

假设各位已经配置好了无人机机载电脑的环境：

1. A3上配置 Onboard-SDK-ROS 最新版（大疆无人机，如M300 RTK）
2. N3上配置 Onboard-SDK-ROS 3.8.1（自制无人机或大疆无人机）
3. PX4上配置 MAVROS 最新版（自制飞机）

依赖安装

sudo apt install ros-melodic-serial

新建ROS工作区

// 新建终端
mkdir -p catkin_ws/src
cd catkin_ws
catkin_make
cd src
git clone https://github.com/Vinson-sheep/radio_proxy.git

编译

由于需求不同，编译部分是按需编译。

地面站：

打开~/.bashrc文件，追加：

export swarm_num=5 # 无人机数目
export broadcast=true # 如果地面站为通信中心，则负责转发内容

无人机：

打开~/.bashrc文件，追加：

export vehicle_id=<无人机id> # 无人机ID，从1到swarm_num
export swarm_num=5 # 无人机数目，用于过滤信息
export broadcast=false # 如果该无人机为通信中心，则设置为true
# 话题前缀
export prefix=mavros # PX4
export prefix=dji_sdk # N3
export prefix=dji_osdk_ros # A3

(共同) 打开radio_proxy主目录下的backup文件夹，根据需求将里面的内容覆盖radio_proxy根目录下CMakeLists.txt和src目录下的AIR_proxy_node.cpp。其中，GS表示Ground Station。回到catkin_ws目录下，使用catkin_make编译即可。

4. 运行

新建一个终端：

地面站：

roslaunch radio_proxy GS_proxy.launch

无人机：

roslaunch radio_proxy AIR_proxy.launch

尝试打印topic观察数据是否正常。

5. 问题

1. 2.x.x版本均提供相同的接口，且本项目长期处于活跃状态，如果发现通信双方异常则可以重新Pull一下代码；
2. 高速集群编队需要高刷新率的信息共享，此时可以适当调节uav_proxy.cpp中resendFlightDataTimer和resendStatusTimer的回传频率（保证单结点的单宽小于2KB/s）；
3. 轨迹共享的支持曾经被实现，遗憾的是，数传电台的带宽很难支撑该功能，最后不得不放弃；