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摘要：本文基于dronekit在实体无人机上实现最基本的起飞和降落，测试了这一过程中速度的变化以及起落位置的偏移。

实体实验环境

• 树莓派4B
• Ubuntu mate 20.04
• 飞控Pixhawk 2.4.8
• 飞控固件APM
• Python3.7

dronekit对常用的指令进行了简单封装，比如提供了simple_takeoff、simple_goto等API。这使得大部分任务可以不用通过手动发送mavlink指令来完成。然而，这些API直接使用也不太方便，因为这些API常常是异步的，直接使用会在没有到达目标状态下就继续执行之后的命令。文档的Examples中给出了很多用例函数，再次将这些简单的API封装，我们可以用这里面提供的函数。

起飞降落方法

Examples中的takeoff调用了simple_takeoff完成起飞，同时加入了很多合法性检测，比如无人机是否arm等。使用takeoff时，我们需要传入起飞的高度。达到预定高度后，无人机才会执行后续指令。

降落没有一个固定的函数，将无人机改为LAND模式即可。例程中一般只有下面一句指令，但是并没有保证这句话飞控一定会收到。事实上，在仿真时也发生过没有收到而高度一直不变的情况，这里建议多发几次，或判断状态是否改变。

vehicle.mode= VehicleMode("LAND")

除此之外，也可以通过速度控制不断给无人机发送向下的速度来实现。冬天的时候我们曾经用LAND模式下降，下降到地面后依然不停，非常容易侧翻。夏天用同样的方法则不会出现上述现象。分析原因，气压计等定位传感器在冬天比较冷的时候会有漂移，导致飞控认为自己还没有将到地面。因此，我们会采用将模式调到自稳并把油门逐渐打到零来降落。

实验结果

起降速度

起飞和降落模式都没有可以调节的速度。以起飞为例，源代码中只不过是发送了MAV_CMD_NAV_TAKEOFF的指令¹。这个调节的过程是在飞控中完成的。

为了测试无人机自主起飞降落的速度，我们使无人机飞到一定高度，并时通过以下代码刻获取无人机的速度。

print("Velocity: %s" % vehicle.velocity)

经过多次起飞和降落测试，无人机速度都能够自主调节先增后减。起飞时，目标高度，更够达到的最大速度也不同。根据观察，起飞速度可以达到非常快。下降过程中，我们可以看到实时输出的速度如下所示

Velocity: [0.15, -0.08, 0.5]

高于1m时z轴下降速度的基本维持在0.5m/s，1m以下速度逐渐减慢。

奇怪的是，输出的速度仿真中下降速度是负的，上升是正的。但是在实际飞行中，速度的符号正好相反。

起降偏移

理想的起飞降落都是竖直的，然而，即便起飞前对飞控罗盘进行校准，无人机起降位置还是有一定偏移。经过测试，没有校准、风速较大或稍微倾斜的起飞都会让这个偏移更大。起飞高度不同，偏移也不同。我们飞到10m后下降大概会偏移3m。

参考文献