（一）虚拟机配置

一、 Nokov-vm虚拟机介绍

(一）简介

Nokov-vm虚拟机镜像是针对nokovflie无人机专属定制的虚拟机镜像文件，同时可兼容crazyflie无人机，虚拟机包含了nokovflie无人机的软硬件开发部署环境，集成了Ros平台以及crazyswarm平台，支持快速接入nokov光学动捕定位系统实现室内集群控制算法验证。

（二）镜像文件下载（推荐方式）

Nokov-vm虚拟机镜像文件采用的使用开放虚拟机格式ova存储，可支持市面上主流的虚拟机，包括VMware，VirtualBox等。

公开的镜像文件位于开源代码仓库的Release版本下：nokov-vm.ova

链接：https://share.weiyun.com/WLUKpGVE 密码：zm67f3

（三）定制镜像文件（高阶）

Nokov-vm虚拟机基于脚本创建，支持用户通过修改脚本的方式在此基础上定制增加软件包等功能，关于虚拟机镜像的生成可参考 如何创建Nokov VM image。

（四）公开代码仓库

https://github.com/NOKOV-MOCAP/nokov-vm

二、 虚拟机的使用

（一） VMWare WorkStation

使用vmware workerstation pro16正确配置并使用nokov-vm虚拟机。

1. 导入虚拟机

1） 菜单栏点击文件->打开，勾选所有支持的文件并选中目标镜像文件，如下

2）根据需要设置虚拟机名称与存储路径，此处采用默认设置，点击导入如下

3）若弹出导入失败，点击重试

4）导入成功后打开虚拟机，启动后界面显示如下

5）方便外部复制粘贴以及全屏显示，安装VMWareTools，首先右键虚拟机设置，添加CD/DVD驱动器, 然后设置使用ISO镜像，选择vmware安装路径下的linux.iso, 并勾选启动时连接

6）点击桌面上的光盘图标，拷贝VMwareTools*.tar.gz到桌面上，在桌面上打开终端，即右键OpenTerminalHere, 输入tar -zxvf VMwareTools*.tar(其中*指代具体的文件名称)，然后进入到解压好的目录之中，运行vmware-install.pl脚本,输入yes后全程默认回车即可，安装完成后界面会全屏显示，整个过程操作命令如下：

2. 代码仓库

打开桌面上的projects快捷方式，里面包含无人机软硬件相关的源码工程

点击桌面上的Update all projcets图标，系统会自动更新projects下的仓库代码，可根据需要选择是否更新，建议使用科学上网

（二） Oracle VM VirtualBox

使用Oracle VM VirtualBox6.1正确配置并使用nokov-vm虚拟机

1. 导入虚拟机

1） 菜单栏点击管理->导入虚拟电脑，设置来源为本地文件系统，选择要导入的虚拟机文件后，选择下一步

2） 核对虚拟电脑导入设置，设置默认虚拟电脑位置，其他配置参数保持默认即可，内存默认大小6GB，可根据主机情况适当调整，配置完成后，单击导入选项进行虚拟机的导入，等待导入操作完成

3） 可根据需要自行安装VirtualBox Extension Pack 和VBox Guest Addistions

2. 代码仓库

使用上同VMWare

三、 软件工具的使用

（一） cfclient

1. 连接Radio PA

插入Radio PA USB设备，弹框提示如下，如下图所示，或选中菜单栏虚拟机->可移动设备->PA USB Dongle-> 连接，只有正确识别到PA设备后，cfclient工具才能正常工作

2. 连接无人机

1） 使用usb数据线连接无人机：在初始使用，无人机通讯地址未知的情况下，可使用usb线连接无人机，并连接到虚拟机，并在cfClient界面中，点击Scan按钮，此时工具可识别出无人机设备

2） 单击Connect按钮，待无人机连接成功后，可观察到无人机面板上的位姿数值变化，以及无人机当前剩余电池电量等各种信息。点击菜单栏Connect-> Configure2.x，可在配置对话框观察到当前无人配置的通讯地址为0xE7E7E7E706，记录下此地址，后续便可直接使用Radio无线通讯连接无人机。同样，此处可以直接进行配置修改功通讯地址，修改对话框中的数值，点击Write写入后重启即生效

3） 使用无线连接无人机：在无人机通讯地址已知的情况下，在CfClient工具中，设置无人机通讯地址，例如此处的0xE7E7E7E706，在无人机正常运行的状态下，点击Scan，可检测到目标无人机，选中接口并点击connet按钮进行连接

3. 固件在线升级

1） 在通过Radio PA成功连接上无人机且电量充足的情况下，可通过客户端工具进行在线固件升级，点击菜单栏Connect-> Bootloader，进入到固件更新界面，此时显示状态为在固件模式下连接，拉取下拉框，选择最新的更新包（带有cf2字样的），点击Program，等待固件下载与自动安装，安装过程中不要断开，完成好无人机会自动重启

4 其他功能

关于cfclient工具的其他功能使用，可参阅使用《说明文档》

四、 CrazySwarm平台的使用

（一）简介

Crazyswarm是一个适用于多架微型无人机（集群）紧密飞行控制平台，平台支持多种不同的定位系统，尤其对光学动捕定位系统作出优化，支持主流的动捕系统。

（二）工程介绍

Crazyswarm工程位于projects目录下，建议使用VSCode编辑器打开

Crazyswarm工程中有几个重要的文件目录与配置文件，下面进行逐一介绍

ros_ws目录：此目录是Ros的工作空间，基于catkin创建，对平台源码的编译以及运行均在此目录下完成

externalDependencies目录：此目录下存放的是外部动捕依赖相关的库，支持nokov光学定位动捕数据接入crazyswarm平台

Src目录：crazyswarm平台的源码目录，维护管理无人机群的通信控制

Launch目录：包含定义好的launch文件以及必要的关键配置文件

Hover_swarm.launch文件：负责建立无人机群与平台的通信连接，然后等待外部下达控制指令

Mocap_helper.launch: 专用于测试外部动捕系统工作是否正常，能否正确接收到动捕数据，包括未命名点以及刚体数据，以及直观观察检验数据

CrazyflieTypes.yaml: 用于配置无人机的类型以及各种固件参数

Crazyflies.yaml: 用于配置文件无人机的通讯连接地址以及初始位置等信息

（三）测试验证动捕定位系统

在无人机飞行前，除了完成必要的飞行检查外，还需要测试验证动捕定位系统的数据是否正常接入，下面演示测试过程，首先正确配置网络环境。

1. NAT模式连接

1） VMWare菜单栏编辑->虚拟网络编辑器，查看NAT网段

2） 设置动捕软件中的广播网卡地址为主机虚拟适配器地址（同在此网段，可通过命令行查看IP），并勾选SDK Enable复选框

3） 设置修改mocap_helper.launch文件中的motion_capture_host_name参数，改为上述地址后，保存，运行roslaunch crazyswarm mocap_helper.launch命令如下，可正常接收到动捕数据

2. 桥接模式连接

1） 虚拟机设置，添加网络适配器，选择桥接模式（自动）

2） 打开编辑->虚拟网路编辑器，检测桥接设置，默认自动桥接所有，可根据需要仅桥接到特定目标网卡

3） 点击桌面左上角，搜索ad，打开第一个推荐选项，高级网络配置器，选中新出现的wired connection1，双击进入比编辑状态, 选择目标新增加的Device

4） 点手动配置IP地址与动捕广播网卡接口同网段，下面配置为192.168.1.13，动捕广播网卡接口更换到192.168.1.12，点击保存，重启虚拟机后，查看网卡，地址生效

5） 配置mocap_helper.launch文件接口参数动捕广播网卡接口为192.168.1.12，运行roslaunch命令，输出如下

（四）无人机飞行控制

完成必要的飞行检查后，以及动捕系统定位的数据接入测试，接下来就可以在crazyswarm平台下，通过python脚本来控制单/多无人机飞行，以完成指定的编队动作或复杂的算法验证工作

CrazySwarm在动捕定位系统下，支持集中不同的对象追踪模式，分别是：

1）独一无二的点排列

2）重复点排列

3）单点，关于不同追踪模式以及飞行前的参数设置，可参考官方文档描述：《无人机飞行配置》 ，下面以简单的飞行试验为例讲解具体的操作过程

1. 原地起飞升降

原地起飞升降实验是最基础的室内飞行测试实验，启动后，无人机将在固定放置点，完成（起飞->指定高度悬停-> 降落）等几个步骤，可快速测试在实验环境下单机/多机的稳定性，为后续实验做铺垫。

本次实验采用重复点排列的方式，具体的实验步骤可参考Nokov官方系列文档《悬停实验》

五、 友情提示

1. Nokovflie系列无人机可与Crazyflie 2.X系列无人机混搭使用，均适用于此虚拟机
2. 推荐使用VMWare虚拟机环境，在外部设备的连接上相较于VirtualBox会稳定一些
3. 虚拟机使用过程中的问题可查看或反馈到公开仓库的Issues板块
4. 虚拟机的用户名为：nokov 密码：nokovflie