Offboard 模式基础概念
Offboard 模式是 PX4 飞控中一种特殊的飞行模式，它允许外部系统通过 MAVLink 协议直接控制无人机的位置、速度或姿态。与传统的遥控器控制不同，Offboard 模式下飞控完全依赖外部计算机发送的指令，这使得开发者可以实现复杂的自主飞行算法。
我第一次接触 Offboard 模式时，最大的困惑是它与其他自主飞行模式（如 Mission 模式）的区别。简单来说，Mission 模式是预先规划好航点让无人机自动执行，而 Offboard 模式则是实时控制，更适合需要动态响应的场景。比如在目标跟踪、编队飞行等应用中，Offboard 模式就是最佳选择。
在硬件连接上，Offboard 控制通常通过机载计算机（如树莓派）或地面站实现。我常用的方案是使用 ROS 系统中的 MAVROS 包作为中间件，它提供了丰富的 ROS 接口与 PX4 通信。这里有个容易踩坑的地方：Offboard 模式下必须保持 2Hz 以上的指令发送频率，否则飞控会触发失控保护。曾经有一次测试时因为网络延迟导致指令间隔过长，无人机突然切回 Stabilized 模式，差点酿成事故。
MAVROS 通信机制详解
MAVROS 是 ROS 与 PX4 通信的桥梁，它实现了 MAVLink 协议的 ROS 封装。在定点控制场景中，最关键的是 /mavros/setpoint_position/local 这个话题，它用于发送本地坐标系下的目标位置。
我整理了一个典型的 MAVROS 通信流程：
- 首先通过
/mavros/state订阅飞控状态 - 使用
/mavros/set_mode服务切换到 OFFBOARD 模式 - 调用
/mavros/cmd/arming服务解锁电机 - 持续向
/mavros/setpoint_position/local发布目标位置
这里有个实用技巧：在切换到 Offboard 模式前，需要先以至少 2Hz 的频率发送约 100 个目标点'预热'。这是因为 PX4 要求必须先收到稳定的控制指令，确保飞控内部状态机已准备好接收外部输入。如果跳过这一步直接切换，无人机可能会因为初始位置突变而产生剧烈抖动甚至炸机。掌握这些细节后，就能避免大部分失控问题，让仿真环境下的定点控制更加平滑可靠。