Mission PLanner地面站构架分析之MAVLINK航点读写

Posted 2020-07-04 阿木实验室

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3DR这个地面站还是非常专业的，最近研究MAVLINK通信协议,就来分析下Mission planner的构架。至于Msission planner的编译在前面几篇文章已经做了详细描述。

Msission planner有几十个工程项目组成

AviFile
BaseClasses
BSE.Windows.Forms
Core
GeoUtility
GMap.Net.Core
GMap.Net.WindowsForms
KMLib
MAVLink
MetaDataExtractor
MissionPlanner.Comms
MissionPlanner.Controls
MissionPlanner.Utils
px4uploader
SharpKml
ZedGraph

几十个工程的调用关系比较复杂，有些库的使用价值非常高的比如MAVLink，用这个库就可以搞定所有的MAVLINK协议方面的事情，我也是从这个库着手写的地面站，可以重点看看这个库。
Mission Planner的构架比较复杂，他的功能太全了，所以显得冗余。但是非常专业的地面站，我喜欢........
一 入口函数分析，入口函数在Program.cs中在入口函数中初始化了一堆东西 GMAP等等.......
一直到这里

 try
            {
                //System.Diagnostics.Process.GetCurrentProcess().PriorityClass = System.Diagnostics.ProcessPriorityClass.RealTime;
                Thread.CurrentThread.Name = "Base Thread";
                Application.Run(new MainV2());
            }
            catch (Exception ex)
            {
                log.Fatal("Fatal app exception", ex);
                Console.WriteLine(ex.ToString());

                Console.WriteLine("\nPress any key to exit!");
                Console.ReadLine();
            }

他启动了主窗体MainV2，这个主窗体就是要分析的重点了，因为我们的第一步目的是分析MAVLINK的这个协议的使用，其他的一些软件窗体方面的设置，我们先不考虑。

 log.Info("Create FD");
                FlightData = new GCSViews.FlightData();//
                log.Info("Create FP");
                FlightPlanner = new GCSViews.FlightPlanner();
                //Configuration = new GCSViews.ConfigurationView.Setup();
                log.Info("Create SIM");
                Simulation = new GCSViews.Simulation();

GCSViews是重要的一个类，这个就是MP的控件类，其中

可以看到FlightData.cs是飞行数据显示界面，就是MP中的姿态数据显示界面，FlightPlanner.cs是飞行计划设置界面，读取航点和写入航点都在这个界面里面，前面的消息解析中我们已经知道怎么怎么通过MAVLNK读取APM的飞控的数据了，下一步我们要实现航点的读取和写入，我们来重点分析下这个FlightPlanner.cs。

                                              飞行计划设置界面
电机读取航点按钮，进入实现函数;

 
  internal void BUT_read_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            if (Commands.Rows.Count > 0)
            {
                if (sender is FlightData)
                {
                }
                else
                {
                    if (
                        CustomMessageBox.Show("This will clear your existing planned mission, Continue?", "Confirm",
                            MessageBoxButtons.OKCancel) != DialogResult.OK)
                    {
                        return;
                    }
                }
            }

            ProgressReporterDialogue frmProgressReporter = new ProgressReporterDialogue
            {
                StartPosition = FormStartPosition.CenterScreen,
                Text = "Receiving WP‘s"
            };

            frmProgressReporter.DoWork += getWPs;//获取航点的委托
            frmProgressReporter.UpdateProgressAndStatus(-1, "Receiving WP‘s");

            ThemeManager.ApplyThemeTo(frmProgressReporter);

            frmProgressReporter.RunBackgroundOperationAsync();

            frmProgressReporter.Dispose();
        }

        void getWPs(object sender, ProgressWorkerEventArgs e, object passdata = null)
        {
            List cmds = new List();

            try
            {
                MAVLinkInterface port = MainV2.comPort;

                if (!port.BaseStream.IsOpen)
                {
                    throw new Exception("Please Connect First!");
                }

                MainV2.comPort.giveComport = true;

                param = port.MAV.param;

                log.Info("Getting Home");

                ((ProgressReporterDialogue) sender).UpdateProgressAndStatus(0, "Getting WP count");

                if (port.MAV.apname == MAVLink.MAV_AUTOPILOT.PX4)
                {
                    try
                    {
                        cmds.Add(port.getHomePosition());
                    }
                    catch (TimeoutException ex)
                    {
                        // blank home
                        cmds.Add(new Locationwp() { id = (byte)MAVLink.MAV_CMD.WAYPOINT });
                    }
                }

                log.Info("Getting WP #");

                int cmdcount = port.getWPCount();

                for (ushort a = 0; a < cmdcount; a++)
                {
                    if (((ProgressReporterDialogue) sender).doWorkArgs.CancelRequested)
                    {
                        ((ProgressReporterDialogue) sender).doWorkArgs.CancelAcknowledged = true;
                        throw new Exception("Cancel Requested");
                    }

                    log.Info("Getting WP" + a);
                    ((ProgressReporterDialogue) sender).UpdateProgressAndStatus(a*100/cmdcount, "Getting WP " + a);
                    cmds.Add(port.getWP(a));
                }

                port.setWPACK();

                ((ProgressReporterDialogue) sender).UpdateProgressAndStatus(100, "Done");

                log.Info("Done");
            }
            catch
            {
                throw;
            }

            WPtoScreen(cmds);
        }

ProgressReporterDialogue这个对话框类中DoWork是个委托，ProgressReporterDialogue的后台运行线程会执行 getWPs(object sender, ProgressWorkerEventArgs e, object passdata = null)这个委托，来看看这个委托
委托里面定义了 List cmds = new List();航点列表。
MAVLinkInterface port = MainV2.comPort;这个MAVLinkInterface类比较重要，是主界面MainV2的一个成员变量。里面记录了关于MAVLINK协议的所有内容，从MAVLINK协议获取的参数会存入这个成员变量，比如飞控是什么固件，飞控的状态，还有对LIB库里面的MAVLINK库的进一步封装比如得到心跳包函数getHeartBeat(),得到参数列表getParaList(),得到当前航点getRallyPoints();
看来这个成员可以实现所有 MAVLINK的操作，结构图如下：

 以上可以看到 MAVLinkInterface的一些接口，再看读取航点的函数：
int cmdcount = port.getWPCount();得到航点个数
cmds.Add(port.getWP(a));存入航点坐标到航点列表，可以在MAVLinkInterface类中看到详细的getWP(a)得到航点的实现，用while循环读取，并且做了超时时间设置，来保证软件健壮性。
MP里面还有个航点类来接收航点在locationwp.cs中可以看到详细的定义，主要是坐标，姿态，和这个航点的command id指令ID。

我们知道了怎么利用mavlink读取航点，那么如果我们要写入航点，也是一样的道理。

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