PrometheusV3配置

1.下载PrometheusV3_DDS代码

安装命令如下，建议一行一行执行，如果有问题，能更好找出是哪一步出现问题

#新开终端将代码下载到Home目录下

#下载源代码，指定PrometheusV3_DDS分支，这是专为XRCE_DDS准备的（PX4 - XRCE_DDS - PrometheusV3）

git clone -b PrometheusV3_DDS https://gitee.com/amovlab/Prometheus.git

2.编译源代码

源代码下载完毕后，需要编译，后面才能程序运行起来

#进入Prometheus目录下

cd Prometheus/

#colcon编译common部分，涉及prometheus_msgs和quadrotor_msgs

colcon build --base-paths Modules/common

#如果出现如下图所示

是因为缺少 pcap 的开发库，可以通过以下命令安装所需的依赖库：

#安装pcap

sudo apt install libpcap-dev

#进入Prometheus目录下

cd Prometheus/

#再colcon编译common部分

colcon build --base-paths Modules/common

#正常情况如下图所示，common部分编译完成

#将Prometheus环境变量加入.bashrc中

echo "source ~/Prometheus/install/setup.bash" >> ~/.bashrc

点击文件夹Home，Ctrl+h 将隐藏的.bashrc文件显示出来，点击打开，正常情况，拉到最下，会显示添加了ROS2，ws_ros2和Prometheus这三个环境变量。如下图所示

注意

.bashrc文件非常重要，请谨慎操作，不要随便删除，Ctrl+h 将隐藏的.bashrc

继续，打开新终端，自动刷新环境变量，下面还需要编译uav_control部分

#类似的uav_control运行也需要一些组件和依赖编译前安装

#该包是 ROS 2 中常用的诊断工具库

sudo apt install ros-humble-diagnostic-updater

# GeographicLib 是一个地理空间计算库

sudo apt install libgeographic-dev

#进入Prometheus目录下

cd Prometheus/

#colcon编译uav_control部分

colcon build --base-paths Modules/uav_control

#正常编译成功如下图所示

3.检查是否安装正确

安装好后，检查方法就是：启动地面站，PX4仿真，XRCE_DDS连接PX4，启动命令如下

#首先桌面启动QGC地面站

#启动PX4仿真
cd PX4-Autopilot
make px4_sitl gz_x500

#启动DDS连接PX4飞控

MicroXRCEAgent udp4 -p 8888

正常情况如下图所示：

做好上述准备工作之后，就是启动Prometheus控制程序：uav_control

#这条命令就是启动Prometheus控制程序,通过DDS连接PX4飞控获取信息，之后为控制命令发送做准备

 ros2 launch prometheus_uav_control uav_control_main_outdoor_launch.py

正常情况如下图所示，程序正常运行会显示，所设置的各个参数值

然后程序尝试通过DDS连接飞控px4，正常情况会连接上PX4飞控获取信息

接着稍等一下，程序设置为从Hold模式自动进入Offboard，然后解锁起飞（这里并不需要使用遥控器，主要考虑是前期重点是command控制部分，暂时不加入遥控器，避免前期复杂化）

无人机会持续悬停，飞行模式Offboard，在command模式下，然后持续显示获取的无人机相关信息，如位置，经纬度，电池等

全过程如视频所示

无人机会一直保持悬停状态，直到用户终止程序“ros2 launch prometheus_uav_control uav_control_main_outdoor_launch.py”，可以Ctrl+c或者直接关闭这个终端

至此PX4，XRCE_DDS，PrometheusV3整个系统联动运行没有问题，通信链路都正常。接下来就是使用uav_command_pub程序来发送控制指令，控制无人机飞行

警告

由于在最新PX4中会检测是否连接遥控器，如果没有连接遥控器，即使在Position定点模式下也无法解锁，所以要运行上述控制程序，需要保持无人机在Hold模式，默认打开是Hold模式，但是如果改变了，在启动Prometheus控制程序前，请手动在QGC地面站中将飞行模式切换为Hold，然后再启动Prometheus控制程序，如下图所示。

在小节“3.部署PrometheusV3”，中启动了PX4，DDS，PrometheusV3的情况下，

无人机处于command状态，悬停等待命令发送

这时候运行uav_command_pub程序，这个程序的作用就是用来让用户发送控制指令，控制无人机飞行

ros2 launch prometheus_uav_control uav_command_pub_launch.py

正常情况运行之后会跳出一个单独的终端显示如下，终端中会显示轨迹控制的相关参数，以及等待输入数字指令来控制无人机如下所示

如图所示程序给出提示“Please choose the CMD: 1 for MOVE(XYZ_POS), 2 for MOVE(XYZ_POS_BODY), 3 for CURRENT_POS_HOVER, 4 for LAND, 5 for Trajectory, 6 for MOVE(XYZ_VEL)...”，意味着用户可以输入1-6，6种控制指令，如下列表所示

输入数字指令	控制命令
1	MOVE(XYZ_POS)：无人机将按照ENU惯性系下位置控制飞行
2	MOVE(XYZ_POS_BODY)：无人机将按照BODY机体系下位置控制飞行
3	CURRENT_POS_HOVER：输入指令让无人机在飞行过程中立刻在当前点悬停
4	LAND：输入指令让无人机立刻降落
5	Trajectory：无人机轨迹控制，输入该指令用户可以控制无人机画圆，绕8等轨迹飞行
6	MOVE(XYZ_VEL)：无人机将按照ENU惯性系下速度控制飞行

笔记

但其实Prometheus支持的控制模式还有其他，如下图所示，由于时间关系，暂时没有在uav_command_pub中呈现，这个未来随着PrometheusV3的不断更新，也会把下面控制模式加入。如果用户现在有兴趣，可以参考uav_command_pub源程序，加入下面这些控制接口，来控制无人机

输入数字指令1，无人机将按照ENU惯性系下位置控制飞行，其中ENU惯性系（东北天）坐标系（前左上），ENU惯性系（东北天）是指x轴向东，y轴向北，z轴向上（天），如下图所示

在这一坐标系下默认Prometheus机头方向为x轴向正东，在上面运行画面中也可以看见无人机默认朝向是朝向正东方，结合右手法则可以很好地知道各个轴在空间中对应方向：右手法则：在三维坐标系中，Z轴的正轴方向是根据右手定则确定的。右手定则也决定三维空间中任一坐标轴的正旋转方向。

要标注X、Y和Z轴的正轴方向，就将右手背对着屏幕放置，拇指即指向X轴的正方向。伸出食指和中指，如下图所示，食指指向Y轴的正方向，中指所指示的方向即是Z轴的正方向。要确定轴的正旋转方向，如下图所示，用右手的大拇指指向轴的正方向，弯曲手指。那么手指所指示的方向即是轴的正旋转方向。

更详细关于Prometheus使用坐标系的介绍可以看 uav_control坐标系介绍

当输入1之后，“MOVE in ENU frame, Pls input the desired position and yaw angle”会提示用户继续输入想要控制无人机飞行到点位的xyz以及yaw值，以上面情况为例，当前无人机的位置可以在运行的uav_control终端中看到“[uav_control_main-1] UAV_pos [X Y Z]: 0.381679 [ m ] -4.51966 [ m ] 6.50962 [ m ]”也就是无人机大约在（0，0，6.5）位置，地面站显示无人机朝向正东。那么这时可以示例，输入x=4，y=0，z=6.5，yaw=0，那么无人机将只在x轴上向前朝正东飞行4m然后悬停下来。

全过程如视频所示

飞行指令发出后可以看到终端显示：“[uav_control_main-1] Command: [ Move in XYZ_POS ] ”，无人机也飞行到指定位置：“UAV_pos [X Y Z]: 4.0447 [ m ] 0.0364566 [ m ] 6.20996 [ m ]”，如下图所示

类似的在数值指令1下，用户可以随意设置想要飞行的点xyz，以及yaw角，这个用户可以根据需要自由探索。

输入数字指令2，无人机将按照BODY机体系下位置控制飞行，body系（前左上），以无人机当前位置为原点，机头向前方向为x轴，垂直机头90度向左为y轴，垂直xy平面向上为z轴，如下图所示

Prometheus下BODY机体系和ENU惯性系的区别在于，BODY机体系以无人机当前位置为原点，而ENU惯性系以初始点零点为原点，以上面例子说明数字指令1：MOVE(XYZ_POS)发送指令x=4，y=0，z=6.5，yaw=0，无人机会从原本（0，0，6.5）位置，向东飞行4米到达（4，0，6.5）位置。而BODY系以无人机当前位置（0，0，6.5）为原点，要实现和上面一样的飞行操作，只需要输入MOVE(XYZ_POS_BODY)：x=4，y=0，z=0，yaw=0，无人机会从原本（0，0，6.5）位置，向东飞行4米到达（4，0，6.5）位置。就是相当于在当前原点要实现只改变x轴位置，那么其他轴增量为0.具体操作如下图所示

整体飞行视频如下：

结果如上一样飞行到同样位置，操控的坐标系不同，其对应有不同的特性。用户可以随意设置想要飞行的点xyz，以及yaw角，这个用户可以根据需要自由探索。

输入数字指令5，支持“Please choose the trajectory type: 0 for Circle, 1 for Eight Shape, 2 for Step, 3 for Line”，四种轨迹控制，如下图所示

这里以绕圆为例，输入之后，会提示想要无人机按照此轨迹飞行多长时间，多少秒，按照自己需求来就可以，无人机的飞行轨迹在QGC上也可以看见，滚轮放大地图，红色箭头代表无人机，轨迹线红色显示（不过其打印轨迹频率不高，参考就行）

整体视频如下，其他轨迹模式同理

输入数字指令6，无人机将按照ENU惯性系下速度控制飞行，这个ENU前面讲解了这里就不再赘述。和之前的区别前者是指点位置控制飞行到指定地点，后者是速度控制，给定无人机速度，无人机会按照这个速度持续飞行。例如输入x=0.6，y=0，z=0，yaw=0,那么无人机将会朝x轴正东方向持续按照0.6m/s的速度飞行。

完整视频如下，用户可以随意设置想要飞行的xyz速度，以及yaw角，这个用户可以根据需要自由探索。

就是让无人机在飞行过程中立刻在当前点悬停，上面的速度控制视频中已经展示，输入该指令后，原本飞行的无人机立刻在当前点悬停

笔记

Prometheus中还支持INIT_POS_HOVER，也就是初始点悬停，类似返航，回到最初悬停点，这个现成接口也可以直接使用，感兴趣用户可以探索

则是直接让无人机降落

注意

PrometheusV3先驱者目前适配了uav_control，其他部分还会陆续适配，在这一过程中难免会出现细节问题或者bug，用户使用中如果发现可以反馈给我们，非常感谢