基于全国产化平台与 UWB 厘米级定位的交互式无人机控制平台
面向室内 GNSS 拒止环境，以全国产 Atlas 计算平台、UWB 厘米级定位与 PX4 飞控构成感知—决策—控制闭环，并将鼠标交互映射为可平滑执行的无人机空间指令。
Interactive Architecture
无人机控制平台总体架构
选择链路或节点，查看数据如何在感知、机载计算与地面交互之间流动
架构由室内定位与视觉感知、机载计算与飞控、空地通信、地面交互四层组成。自动链路把指令平台的鼠标输入经 UDP 送至 Atlas，再通过 ROS2/DDS 与 PX4 协同控制执行机构；人工链路保留 QGroundControl 与数传通道，用于调试、监控和必要接管。
02 · 机载计算与控制
03 · 空地通信
04 · 地面交互
AUTO指令平台→路由器→机载 WiFi→Atlas↔PX4→执行机构
MANUALQGroundControl↔地面数传↔机载数传↔Atlas / PX4→执行机构
SENSINGUWB→Atlas·Camera→Atlas·LiDAR→PX4
选择上方链路或任一节点，可查看对应的数据流与模块职责。
系统拓扑视图完整呈现设备空间布局与空地链路。悬停、聚焦或点击节点、回路图例和技术创新项，可高亮相应设备与数据链路。
Physical Prototype
Atlas 200I DK A2 机载计算平台实机
点击图片可查看完整实拍图
System Narrative
从交互输入到稳定飞行闭环
01 · GNSS-DENIED
室内绝对定位与高度互补
项目面向实验室、厂房与地下空间等 GNSS 信号不可用的场景。相比容易受到光照、纹理和累计漂移影响的纯视觉定位，系统以多组 UWB 基站建立局部绝对坐标系，由机载 UWB 获得平面或空间位置，再由 LiDAR 提供低延迟对地高度。Atlas 对坐标变换、异常值与状态发布进行处理，PX4 则利用外部位置和高度反馈形成稳定闭环，使不同传感器各自承担最适合的测量任务。
02 · INTERACTION
鼠标交互到连续空间指令
操作者在指令平台上移动鼠标或绘制轨迹后，系统先把屏幕坐标映射到无人机局部坐标系，再对离散输入执行尺度换算、限幅、滤波和平滑，生成可连续跟踪的空间参考。参考轨迹经路由器与 WiFi 通过 UDP 到达 Atlas，并通过 ROS2/DDS 进入 PX4 位置控制回路。这样既保留了“直接画出运动意图”的交互性，又避免鼠标跳变直接成为突变控制量。
03 · PLATFORM
Atlas 200I DK A2 与 PX4 分层协同
华为 Atlas 200I DK A2 运行 Ubuntu 22.04，负责多传感器数据处理、定位融合、交互解析、轨迹生成、任务逻辑和通信桥接；Pix 6C Mini/PX4 则专注于确定性要求更高的姿态与位置闭环、飞行模式、安全保护和电机输出。两者通过 ROS2/DDS 交换状态与指令，上层算法可以独立升级而不破坏底层飞行稳定回路，也为后续视觉识别、路径规划、多机协同和安全控制研究保留了清晰接口。
从系统启动到飞行状态回传的完整闭环
系统启动后，UWB 持续提供室内位置，Atlas 完成坐标变换、数据处理与 ROS2 状态发布，LiDAR 同步补充高度反馈；PX4 综合位置、速度、姿态和高度维持悬停。当新的鼠标轨迹到达后，Atlas 对目标进行解析和平滑，再向 PX4 发布位置或轨迹设定值，由飞控计算控制量并驱动四个电机。执行状态、定位数据和任务结果沿空地链路返回地面端，从而贯通“感知—定位—决策—控制—执行—监控”。
自动链路用于高频目标、状态数据和后续自主任务，QGroundControl 数传链路则独立承担飞行前检查、参数配置、遥测监控、模式切换及异常情况下的人工干预。双链路并不是重复堆叠，而是在开展自主控制实验时保留可观察、可调试、可接管的工程保障。
Atlas 200I DK A2华为机载上层计算平台
±2 cm资料记录的 UWB 定位误差
ROS2 / DDSAtlas 与 PX4 协同中间件
2 Paths自动交互与人工监控链路
说明：±2 cm 为项目资料中记录的实验定位误差，不表示所有场地、基站布局与遮挡条件下都能达到相同性能。
Flight Validation
室内轨迹实飞验证
视频仅在点击对应播放按钮后请求签名地址与媒体数据
无人机方形轨迹实飞
通过连续直线段和转角切换，验证鼠标参考的限幅与平滑、UWB 位置反馈、PX4 闭环控制以及转角后的轨迹重新收敛。
点击下方按钮后加载方形轨迹视频
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无人机圆形轨迹实飞
以连续变化的曲率参考检验空间目标映射、轨迹生成、UWB 位置反馈和姿态—位置协同控制在整个圆周上的稳定性。
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