SensorOutput 模块文档¶
所属工具箱：RflySim Model
简介¶
一句话描述：集成传感器模型与GPS模型，基于六自由度载具运动状态生成符合硬件特性的传感器、GPS信号，反馈给PX4飞控控制器。
该模块是RflySim Model工具链中负责仿真传感器感知环节的核心模块，为PX4飞控硬件在环仿真提供真实的传感器数据输入。模块接收来自6DOF模块输出的载具真实六自由度运动状态总线，通过内置的噪声模型生成带干扰的传感器输出，支持通过参数调整全局噪声增益模拟不同精度等级的传感器硬件。
模块输出的HILSensor30d传感器集合信号与HILGPS30d GPS信号，会通过RflySim的HIL接口传输给PX4飞控，完成闭环仿真流程，同时为CopterSim和RflySim3D的可视化展示提供状态数据基础，是整个无人机仿真闭环中连接动力学仿真与飞控控制逻辑的关键桥梁，可直接用于多旋翼、固定翼等各类无人机的飞控算法仿真验证场景。
端口说明¶
输入端口（Inputs）¶
| 端口名 | 数据类型 | 维度 | 说明 |
|---|---|---|---|
6DOF |
double |
1×13 |
六自由度总线信号，由6DOF模块输出，包含载具位置、姿态、线速度、角速度等运动状态信息 [待确认] |
输出端口（Outputs）¶
| 端口名 | 数据类型 | 维度 | 说明 |
|---|---|---|---|
HILSensor30d |
double |
1×30 |
30维向量，输出带噪声的传感器信号集合，适配PX4 HIL仿真接口 |
HILGPS30d |
double |
1×30 |
30维向量，输出带噪声的GPS信号集合，适配PX4 HIL仿真接口 |
参数配置（Parameters）¶
双击模块打开的 Mask 对话框中可配置以下参数：
| 参数名 | 类型 | 默认值 | 可选值/范围 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
Param_GlobalNoiseGainSwitch |
double |
1 |
0~1 |
传感器输出噪声全局增益，用于控制传感器噪声的强度 |
参数设置说明¶
Param_GlobalNoiseGainSwitch¶
本参数控制所有传感器输出噪声的全局强度，取值范围为0~1：当取值为0时，关闭所有传感器噪声，输出理想无噪声的传感器信号；当取值为1时，传感器输出默认强度的模拟噪声，更贴近真实传感器的工作特性。
模块特性（Block Characteristics）¶
| 特性项 | 值 |
|---|---|
| 支持的数据类型 | double、single |
| 直接馈通（Direct Feedthrough） | 是 |
| 采样时间 | 继承 |
| 代码生成支持 | 否 |
数据通信协议¶
本模块不涉及网络通信。
相关模块¶
| 模块名 | 说明 |
|---|---|
SixDOF |
提供六自由度载具运动学解算，输出6DOF总线信号给SensorOutput模块 |
PX4Controller |
接收SensorOutput模块输出的传感器和GPS信号，实现飞控闭环 |
HIL_GPS_Simulink |
配合PX4硬件在环仿真，处理GPS传感器数据输出 |
HIL_Sensor_Simulink |
配合PX4硬件在环仿真，处理惯性等传感器数据输出 |
注意事项与常见问题¶
- 初始化顺序：该模块必须放置在6DOF模块之后、PX4控制器输入模块之前搭建，仿真启动前需确保6DOF模块已经完成载具初始状态的初始化，否则会出现传感器输出全零或信号异常的问题。
- 采样时间匹配：该模块的采样时间需要与对接的PX4控制器HIL接口采样时间保持一致，一般要求设置为1ms或与仿真步长相同，采样时间不匹配会导致PX4飞控解算出现时序误差，引发姿态控制发散。
- 噪声参数设置：Param_GlobalNoiseGainSwitch参数取值范围固定为0~1，若设置超出范围，仿真会直接报错终止；设置为0时传感器无输出噪声，适合仿真开环测试，设置为1时启用全强度噪声，模拟真实传感器噪声特性。
- 输入信号校验：该模块仅能识别标准6DOF总线输入信号，若输入自定义改装的状态信号，会导致传感器数据解析错误，输出异常的HILSensor30d和HILGPS30d向量。
- PX4兼容性说明：输出的HILSensor30d和HILGPS30d格式完全适配PX4原生HIL接口，若对接自定义修改过的PX4飞控固件，需要手动核对信号维度和排列顺序是否匹配。
- GPS信号异常排查：若仿真中GPS输出固定全零，首先检查6DOF模块是否正确输出了经纬度、高度位置信息，其次确认模块初始化时是否加载了正确的仿真场景起始点参数。
更新日志¶
v4.0.0(2024-01-01): 初始版本发布，实现包含传感器模型和GPS模型的SensorOutput模块，支持将载具运动状态反馈回PX4控制器，提供全局噪声增益可调参数，输入6DOF总线信号，输出30维HIL传感器信号和30维HIL GPS信号。