AirSim学习日志 6-无人机状态读取

1.无人机真值状态读取

真值状态即无误差的无人机状态，通过以下的函数可读取无人机或无人车的真值状态，

state = client.simGetGroundTruthKinematics()

实际运行一次可以得到如下的结果：

<KinematicsState> {   'angular_acceleration': <Vector3r> {   'x_val': 0.0,'y_val': 0.0,'z_val': 0.0},'angular_velocity': <Vector3r> {   'x_val': 0.0,'y_val': 0.0,'z_val': 0.0},'linear_acceleration': <Vector3r> {   'x_val': 0.0,'y_val': 0.0,'z_val': 0.41852283477783203},'linear_velocity': <Vector3r> {   'x_val': 0.0,'y_val': 0.0,'z_val': 0.01781749166548252},'orientation': <Quaternionr> {   'w_val': 1.0,'x_val': 0.0,'y_val': 0.0,'z_val': 0.0},'position': <Vector3r> {   'x_val': 0.0,'y_val': 0.0,'z_val': -1.6848435401916504}}

可以看出其中包含六个属性：

angular_acceleration     # 角加速度x_val:    滚转角加速度y_val:    俯仰角加速度z_val:    偏航角加速度
angular_velocity            # 角速度x_val: 滚转角速度y_val: 俯仰角速度z_val: 偏航角速度
linear_acceleration         # 加速度x_val: x轴方向加速度（正北）y_val: y轴方向加速度（正东）z_val: z轴方向加速度（地面）
linear_velocity             # 速度x_val:  x轴方向速度（正北）y_val:  y轴方向速度（正东）z_val:  z轴方向速度（地面）
position                    # 位置x_val:  x轴方向位置（正北）y_val:  y轴方向位置（正东）z_val:  z轴方向位置（地面）

姿态角orientation读出的结果为四元数，AirSim中给出了将四元数转换为欧拉角的函数

(pitch, roll, yaw) = airsim.to_eularian_angles(state.orientation)

这里需要注意位姿角、角速度和角加速度的方向，在仿真环境中测试得到，数据为正时转向的对应关系为：

位姿角控制输入值：滚转角：逆时针；俯仰角：顺时针；偏航角：逆时针
角加速度读取值：滚转角：顺时针；俯仰角：顺时针；偏航角：顺时针
角速度读取值：滚转角：逆时针；俯仰角：逆时针；偏航角：顺时针
角度读取值：滚转角：逆时针；俯仰角：逆时针；偏航角：顺时针

观察角度方向时，视线沿坐标轴的反方向。同一个仿真环境下的四种角度方向不一致，真是挺奇怪的，也或许我在读取的过程中有误读或理解错误的地方。

2.无人机状态估计值读取

在实际情况下，我们无法直接获取无人机无误差的状态，只能通过传感器估计无人机状态。AirSim中可通过以下的函数读取：

 state = client.getMultirotorState(vehicle_name='')

得到的结果为：

<MultirotorState> {   'collision': <CollisionInfo> {   'has_collided': False,'impact_point': <Vector3r> {   'x_val': 0.0,'y_val': 0.0,'z_val': 0.0},'normal': <Vector3r> {   'x_val': 0.0,'y_val': 0.0,'z_val': 0.0},'object_id': -1,'object_name': '','penetration_depth': 0.0,'position': <Vector3r> {   'x_val': 0.0,'y_val': 0.0,'z_val': 0.0},'time_stamp': 0},'gps_location': <GeoPoint> {   'altitude': 122.14649963378906,'latitude': 47.6414680362309,'longitude': -122.14016508957918},'kinematics_estimated': <KinematicsState> {   'angular_acceleration': <Vector3r> {   'x_val': 0.0,'y_val': 0.0,'z_val': 0.0},'angular_velocity': <Vector3r> {   'x_val': 0.0,'y_val': 0.0,'z_val': 0.0},'linear_acceleration': <Vector3r> {   'x_val': 0.0,'y_val': 0.0,'z_val': 0.0},'linear_velocity': <Vector3r> {   'x_val': 0.0,'y_val': 0.0,'z_val': 0.0},'orientation': <Quaternionr> {   'w_val': 1.0,'x_val': 0.0,'y_val': 0.0,'z_val': 0.0},'position': <Vector3r> {   'x_val': 0.0,'y_val': 0.0,'z_val': -0.14649587869644165}},'landed_state': 1,'rc_data': <RCData> {   'is_initialized': True,'is_valid': True,'left_z': 0.0,'pitch': -0.0,'right_z': 0.0,'roll': 0.0,'switches': 0,'throttle': 0.5,'timestamp': 0,'vendor_id': 'VID_001F','yaw': 0.0},'timestamp': 1657094238512604416}

其中包含六大类信息信息：

collision  #碰撞信息 has_collidedimpact_pointnormalobject_idobject_namepenetration_depthpositiontime_stamp
gps_location  # GPS信息altitudelatitudelongitude
kinematics_estimated  # 运动信息，包含的运动信息与真实值读取得到的参数含义一致angular_accelerationangular_velocitylinear_accelerationlinear_velocityorientationposition
landed_state  # 着陆信息，0表示在地面，1表示在空中
rc_data  # 遥控器信息is_initializedis_validleft_zpitchright_zrollswitchesthrottle   timestampvendor_idyaw
timestamp  # 时间戳

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