飞行日志分析

本主题概述了用于 PX4 飞行日志分析的方法和软件包。

飞行报告

飞行报告 说明了如何下载日志并与开发团队报告/讨论有关飞行的问题。

结构化分析

在分析飞行日志之前，重要的是建立它的上下文：

  • 如果分析是在故障发生之后进行的，那么日志是捕捉到了这次故障还是在半空中停止了记录呢？
  • 所有的控制器都跟踪到了它的设定值吗？ 最简单的方法是将的横滚和俯仰的角速度与它们的设定值进行比较。
  • 传感器数据看起来有效吗？ 是否有非常强的震动（一个合理的判断强烈震动的阈值是所有的峰峰值是否超过 2-3m/s/s）。
  • 如果根本原因不针对于特定车辆，请确保在 PX4问题跟踪器 的报告中有日志文件的链接（以及视频如果有的话）。

排除电力故障

如果日志文件在半空中结束了，可能有两个主要原因：电源故障 或 操作系统的硬故障。

在基于 STM32系列 的自动驾驶仪上，会将操作系统的硬故障记录到SD卡上。 它位于SD卡的顶层目录且被命名为 fault_date.log 比如 fault_2017_04_03_00_26_05.log。 如果飞行日志突然终止，请一直检查此文件是否存在。

分析工具

Flight Review（在线工具）

Flight Review 是 Log Muncher 的继承者。 他能与新的 ULog 日志格式结合使用。

主要特性：

  • 基于 web，非常适合终端用户。
  • 用户可以上传、下载、并且与他人分享报告。
  • 交互式绘图。

Flight Review Charts

关于介绍，请参阅 Log Analysis using Flight Review。

pyulog

pyulog 是用于分析 ulog 文件的 python 包，以及一组用于提取/显示 ulog 信息并转换为其他文件格式的命令行脚本。

主要特性：

  • 用于分析 ulog 文件的 python 库。 许多其他 ULog 分析和可视化工具使用的基本库。
  • 提取/显示 ulog 信息的脚本：
    • ulog_info: 显示 ulog 文件中的信息。
    • ulog_messages: 显示从 ulog 文件中加载的日志报文。
    • ulog_params: 从 ulog 文件中提取参数。
  • 转换 ulog 文件为其他格式的脚本：
    • ulog2csv : 转换 ulog 为 CSV 文件（多个）。
    • ulog2kml : 转换 ulog 为 KML 文件（多个）。

所有脚本都作为系统范围的应用程序安装 (例如，在命令行上调用它们-前提是安装了 Python)，并支持 -h 标志来获取使用说明。 例如：

  1. $ ulog_info -h
  2. usage: ulog_info [-h] [-v] file.ulg
  4. Display information from an ULog file
  6. positional arguments:
  7.   file.ulg       ULog 输入文件
  9. optional arguments:
  10.   -h, --help     显示这个帮助信息然后退出
  11.   -v, --verbose  详细输出

下面我们将看到使用 ulog_info 从示例文件导出的信息类型。

  1. $ ulog_info sample.ulg
  2. Logging start time: 0:01:52, duration: 0:01:08
  3. Dropouts: count: 4, total duration: 0.1 s, max: 62 ms, mean: 29 ms
  4. Info Messages:
  5.  sys_name: PX4
  6.  time_ref_utc: 0
  7.  ver_hw: AUAV_X21
  8.  ver_sw: fd483321a5cf50ead91164356d15aa474643aa73
  10. Name (multi id, message size in bytes)    number of data points, total bytes
  11.  actuator_controls_0 (0, 48)                 3269     156912
  12.  actuator_outputs (0, 76)                    1311      99636
  13.  commander_state (0, 9)                       678       6102
  14.  control_state (0, 122)                      3268     398696
  15.  cpuload (0, 16)                               69       1104
  16.  ekf2_innovations (0, 140)                   3271     457940
  17.  estimator_status (0, 309)                   1311     405099
  18.  sensor_combined (0, 72)                    17070    1229040
  19.  sensor_preflight (0, 16)                   17072     273152
  20.  telemetry_status (0, 36)                      70       2520
  21.  vehicle_attitude (0, 36)                    6461     232596
  22.  vehicle_attitude_setpoint (0, 55)           3272     179960
  23.  vehicle_local_position (0, 123)              678      83394
  24.  vehicle_rates_setpoint (0, 24)              6448     154752
  25.  vehicle_status (0, 45)                       294      13230

pyFlightAnalysis

pyFlightAnalysis 是一个跨平台的 PX4 飞行日志 (ulog) 可视化分析工具，灵感来源于 FlightPlot。

主要特性：

  • 用于显示数据的动态筛选器
  • 无人机姿态和位置三维可视化
  • 使用 pyqtgraph 的 ROI (感兴趣的区域) 轻松回放
  • 基于 Python 的，跨平台的。

pyFlightAnalysis 1.0.1b1

FlightPlot {#flightplot}

FlightPlot 是一个基于桌面的日志分析工具。 可以从 FlightPlot Downloads (Linux, MacOS, Windows) 下载。

主要特性：

  • 基于 Java 的，跨平台的
  • 直观的图形用户界面，不需要编程知识
  • 支持新的和旧的 PX4 日志格式 (比如 .px4log，.ulg，.bin)
  • 允许保存图形为图像

FlightPlot Charts

PX4Tools

PX4Tools 是一个用 Python 编写的 PX4 autopilot 的日志分析工具箱。 推荐的安装过程是使用 anaconda3。 详见 px4tools github 页面。

主要特性：

PX4Tools-based analysis

MAVGCL

MAVGCL 是 PX4 在飞行中的日志分析器。 它还可以与下载的 uLog 文件一起在离线模式下使用。

主要特性：

  • 基于 MAVLink 消息或 MAVLink 上 ULOG 数据的实时数据采集( 50 ms 采样，100 ms 滚动显示)
  • 由消息( MAVLink 和 ULog) 和参数更改(仅 MAVLink) 注释的时间图
  • 选定的关键指标的 XY 分析
  • 3D 视图 (飞行器和观察者视角)
  • MAVLink inspector 面板(报告原始 MAVLink 消息)
  • 离线模式：从 PX4Log/ULog 导入关键指标(通过 WiFi 从设备上获取文件或最后一次日志)
  • 基于 Java 在 MacOS 和 Ubuntu 上运行。
  • 更多……

MAVGCL

PlotJugler

PlotJugler 是一个 Qt5 桌面应用程序 ，允许用户很容易地显示和分析以时间序列形式表示的数据。

它支持 2.1.4 版本以后的 Ulog 文件 (.ulg)。

主要特性：

  • 直观的拖放界面。
  • 可以将数据安排在多个图表、选项卡或窗口中。
  • 整理好数据后，将其保存到“布局”文件中，这样支持多次重新加载。
  • 可以在 PlotJuggler 里处理你的数据，使用定制的“数据转换”。

源代码和下载在 Github上。

PlotJuggler

Data Comets

Data Comets is a interactive PX4 flight log analysis tool that allows you to encode flight data onto the flight path, filter and brush the data by time - and much more!

You can use the online version of the tool for small log files (< 32Mb), or run it locally in order to analyze longer flights.

Data Comets