坐标系、话题与服务¶

仿真算法能否正确工作，取决于位置、速度、姿态和控制量是否采用同一套约定。本页按当前源码的数据流说明接口；移植到其他 PX4、MAVROS 或机型版本时，应重新核对坐标变换。

单机与多机命名空间¶

场景	话题前缀	示例
单机	无	/mavros/state
多机第 N 架	/uavN	/uav3/mavros/state

uav_id 从 0 开始。uav_amount=1 时，垂起固定翼与状态封装使用根命名空间；数量大于 1 时使用 /uavN。

上层控制接口¶

期望速度向量¶

项目	定义
话题	/control_signal/vector 或 /uavN/control_signal/vector
消息	geometry_msgs/Vector3
数据	[vx, vy, vz]
单位	m/s
发布方式	需要以稳定频率持续发布

固定翼和垂起固定翼会把向量转换为偏航、滚转、俯仰和纵向控制量；多旋翼控制器把速度设定值转为 MAVROS PositionTarget。

期望姿态¶

项目	定义
话题	/control_signal/att 或 /uavN/control_signal/att
消息	std_msgs/Float64MultiArray
顺序	[roll, pitch, yaw, force]
角度单位	rad

force 是当前仿真控制链使用的归一化纵向输入，不能直接当作实机电机推力或油门百分比。

状态接口¶

属性	ROS 来源	当前用途
local_pose	mavros/local_position/pose	单机局部位置与姿态
global_pose	mavros/global_position/global	纬度、经度、高度
gazebo_pose	vision_pose/pose	Gazebo 真值位置，多机算法主要使用
local_vel	mavros/local_position/velocity_local	局部速度
global_vel	mavros/global_position/local	里程计速度
body_vel	mavros/local_position/velocity_body	机体系速度
body_acc	mavros/imu/data	IMU 线加速度
state	mavros/state	连接、解锁和模式

四元数属性顺序为 [x, y, z, w]。上层算法首次读取前，数组使用非零占位值初始化；因此算法节点启动后应先确认 MAVROS 已连接并收到有效状态。

Gazebo 真值转发¶

get_local_pose.py 订阅 /gazebo/model_states，按模型名查找：

• 单机：<uav_type>；
• 多机：<uav_type>0、<uav_type>1……

随后以 30 Hz 发布：

• 单机：/vision_pose/pose、/vision_speed/speed；
• 多机：/uavN/vision_pose/pose、/uavN/vision_speed/speed。

模型名称与 launch 中生成的名称必须一致，否则回调中的模型查找会失败。

MAVROS 服务¶

服务	用途	调用位置
/mavros/cmd/arming	解锁/上锁	三类机型控制器
/mavros/set_mode	切换 OFFBOARD、AUTO.RTL 等模式	三类机型控制器
/mavros/cmd/takeoff	固定翼/多旋翼起飞	FW_class.py、Rotor_class.py
/mavros/cmd/vtol_transition	垂起固定翼形态转换	VTOL_class.py

多机模式在服务名前同样增加 /uavN。

坐标约定的使用建议¶

ROS、MAVROS 和 PX4 在局部 ENU/NED、机体系 FLU/FRD 之间存在转换。当前源码的变量注释中同时出现 EDU、END、NED 等写法，且不同控制器对 PositionTarget.coordinate_frame 的设置不同。开发时建议：

1. 上层算法统一使用其状态来源对应的 ROS 局部坐标，不混用经纬度与局部米制坐标。
2. 用单轴小指令分别确认 x、y、z 的正方向，再开始三维轨迹测试。
3. 姿态角始终以弧度传入，记录俯仰角在控制节点中的符号翻转。
4. 改变 coordinate_frame 或 MAVROS 版本后，重新验证速度方向和偏航方向。
5. 将仿真算法迁移到实机前，单独编写并测试显式坐标转换层。