PX4 相机架构/集成

本主题简要概述了 PX4 相机支持功能是如何 实现 的。

INFO

有关 使用 相机的信息，请参阅 相机。

综述

PX4 集成了三种类型的相机：

• 支持相机协议 v2 的 MAVLink 相机（推荐），相机协议 v2 可参考 Camera Protocol v2。
• 支持旧版相机协议 v1 的简单 MAVLink 相机，相机协议 v1 可参考 Camera Protocol v1。
• 连接到飞行控制器输出端口的相机，这些相机使用 相机协议 v1 进行控制。

所有这些相机都需要响应通过 MAVLink 接收到的或在任务中找到的 MAVLink 命令（具体协议取决于相机类型）。

下面将介绍所使用的总体架构。

MAVLink 相机（相机协议 v2）

除了 将任务中的相机指令重新作为命令发出 之外，PX4 对于 支持相机协议 v2 的 MAVLink 相机 没有特定的处理方式。

地面站需要直接与这些相机进行通信以发送命令。 如果需要，必须配置 PX4 以便在相机和地面站之间路由 MAVLink 通信流量。

INFO

camera_trigger、camera_capture 和 camera_feedback 模块不适用于此类相机。

连接到飞行控制器的相机

连接到飞行控制器输出端口的相机 需要 PX4 激活输出端口以触发相机，并且可能需要 PX4 检测 相机拍摄引脚 是否已被相机热靴触发（以便更准确地记录相机拍摄时间）。

这项工作由三个 PX4 组件处理：camera_trigger 驱动程序、camera_capture 驱动程序、camera-feedback 模块。

camera_trigger 订阅 VehicleCommand 主题，并监控其 支持的命令 的更新情况。 当通过 MAVLink 接收到命令，或者在 任务中到达相机指令位置时，就会发生这些更新。

这些命令用于启用和禁用触发功能，并按时间和距离间隔配置触发。 该驱动程序会跟踪这些间隔，并在需要时触发输出端口。 驱动程序会发布一个 CameraTrigger 主题（feedback 字段设置为 false），这会导致发出 CAMERA_TRIGGER MAVLink 消息。

如果启用了 camera_capture 驱动程序，它会监控相机拍摄引脚，并在触发时发布一个 CameraTrigger 主题（feedback 字段设置为 true），这同样会导致发出 CAMERA_TRIGGER MAVLink 消息。

camera_feedback 模块监控 CameraTrigger 主题的更新，并针对来自 camera_trigger 或 camera_capture 的 CameraTrigger 更新发布一个 CameraCapture 主题。 所使用的信息取决于相机拍摄引脚是否启用以及 CameraTrigger.feedback 字段的值。 这个 CameraCapture 主题会被记录下来，可用于获取拍摄时间。

MAVLink 相机（相机协议 v1）

支持旧版相机协议 v1 的 MAVLink 相机 的集成方式与 连接到飞行控制器的相机 非常相似。

camera_trigger 订阅 VehicleCommand 主题，并监控其 支持的命令 的更新情况。 当通过 MAVLink 接收到命令，或者在 任务中找到相机指令时，就会发生这种情况。

这些命令用于启用和禁用触发功能，并按时间和距离间隔配置触发。 该驱动程序会跟踪这些间隔，但使用 “MAVLink 后端” 时，实际上不需要触发任何输出端口（因为命令会被转发到相机）。 当相机会触发时，驱动程序会发布一个 CameraTrigger 主题（feedback 字段设置为 false），这会导致发出 CAMERA_TRIGGER MAVLink 消息。 然后 camera_feedback 模块应该记录相应的 CameraCapture 主题。

任务中的相机命令

对于所有支持的 相机协议 v2 和 相机协议 v1 命令，PX4 会将任务中找到的相机指令重新作为 MAVLink 命令发出。 发出的命令的系统 ID 与自动驾驶仪的 ID 相同。 命令的组件 ID 可能会有所不同，但通常会发送到 MAV_COMP_ID_CAMERA (100) 或 MAV_COMP_ID_ALL（有关每种情况下使用的 ID，请参阅各个相机文档）。

只要有可用于发送的 MAVLink 通道，无论是否连接了任何类型的相机，都会发出这些命令。

INFO

更一般地说，PX4 会重新发出所有可能被外部 MAVLink 组件（如云台）使用的任务命令。 航路点和条件行为的命令不会被发出。

以下部分突出了代码库中一些值得关注的部分：

任务中支持的命令

任务中支持的命令（包括相机命令）在以下方法中展示：

• bool FeasibilityChecker::checkMissionItemValidity(mission_item_s &mission_item, const int current_index)
• format_mavlink_mission_item()

重新发出任务中相机命令的流程

• void Mission::setActiveMissionItems()
  • 任务项在设置为活动状态时会被执行。
  • 在此方法的末尾会调用 issue_command(_mission_item) 来发送当前的非航路点命令。
    • MissionBlock::issue_command(const mission_item_s &item)
      • 为任务项创建一个飞行器命令，然后调用 publish_vehicle_cmd 发布它（_navigator->publish_vehicle_cmd(&vcmd);）。
        • void Navigator::publish_vehicle_cmd(vehicle_command_s *vcmd)
          • 对于一些相机命令，它会将组件 ID 设置为相机组件 ID（vcmd->target_component = 100; // MAV_COMP_ID_CAMERA）。
          • 所有其他命令则发布到默认组件 ID。
          • 会发布 VehicleCommand UORB 主题。

MAVLink 流代码会监控 VehicleCommand 主题的变化，并通过 MAVLink 发布这些变化。 无论相机是 MAVLink 相机还是连接到飞行控制器的相机，都会发送 MAVLink 命令。

如果启用了 camera_trigger 驱动程序，它也会监控 VehicleCommand 的变化。 如果为连接到飞行控制器输出端口的相机配置了后端，它将适当地触发这些输出端口。

日志

当 CameraTrigger 发生更新时，会记录 CameraCapture 主题。 记录的主题将取决于相机拍摄引脚是否启用。

请注意，使用 支持相机协议 v2 的 MAVLink 相机 时，不会记录相机拍摄事件，因为相应的触发事件不会在 PX4 内部生成。

另请参阅

• 相机触发驱动程序：源代码
• 相机拍摄驱动程序：源代码