RflyVrpnRecv 模块文档¶

所属工具箱：RflySim Swarm

RflyVrpnRecv 模块外观

简介¶

一句话描述：实飞场景下基于VRPN协议直接接收动作捕捉系统数据，并可将动捕信息转发给PX4无人机的多机集群通信模块。

该模块是RflySim Swarm工具链专为室外/室内实机集群试飞开发的动捕数据接收组件，相比通过ROS中转动捕数据的方案，可有效降低数据传输时延，支持单架或多架无人机的动捕数据同时接收。该模块可适配连续/非连续编号的无人机ID与IP配置，支持自定义数据采样频率，输出整合后的多无人机状态数据，需搭配vrpn_data_decoder模块完成数据解析。当勾选isSendVision参数后，模块可直接将包含位置、速度、加速度的动捕数据通过MAVLink协议转发给对应PX4无人机，供飞控内部滤波器融合使用，仅在开环控制场景下可关闭转发功能，可适配MATLAB与动捕软件同机部署或跨机部署的多种组网场景。

端口说明¶

输入端口（Inputs）¶

本模块无输入端口。

输出端口（Outputs）¶

端口名	数据类型	维度	`N*30×1`	输出所有接收的多架无人机动捕状态数据，每架无人机对应30维数据，需搭配`vrpn_data_decoder`模块进行数据解析

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
`Vrpn IP Address`	`string`	`127.0.0.1`	合法IPv4地址字符串	动捕软件所在设备的IP地址
`Vehicle number or CopterID list`	`vector<int>` / `int`	`1`	正整数/正整数数组	配置无人机数量或自定义无人机ID列表
`Sample Time`	`double`	`1/30`	>0 或 -1	模块采样时间，设置为-1时继承Simulink全局仿真步长
`isSendVision`	`bool`	`checked`	`true`/`false`	是否将接收到的动捕数据通过MAVLINK发送给无人机
`Drone base IP Address or IP list seperated by ','`	`string`	`192.168.151.1`	合法IP格式字符串	目标无人机的IP地址，多架不连续IP使用逗号分隔
`Drone base UDP Port or list`	`int`	`15501`	正整数	最小无人机ID对应的UDP端口，配合ID配置使用

参数设置说明¶

`Vehicle number or CopterID list`¶

当无人机ID为连续编号时，直接填写无人机总数量，配合Drone base UDP Port参数即可，此时最小端口为基础端口，ID从1开始连续编号；当需要配置非连续无人机ID时，直接输入ID数组，例如[1 3 7]表示接收ID为1、3、7共3架无人机的动捕数据。单架非1编号无人机可以两种方式配置：输入[3]（ID数组），或保持数值输入为1，将Drone base UDP Port设置为15503。

`Vrpn IP Address`¶

当MATLAB控制程序与动捕软件运行在同一台计算机时，使用默认值127.0.0.1即可；当两者运行在不同设备时，需要修改为部署动捕软件设备的实际局域网IP地址。

`Drone base IP Address or IP list seperated by ','`¶

当多架无人机IP为连续网段时，仅需要填写第一架无人机的IP即可；当无人机IP不连续时，使用英文逗号分隔多个IP地址，顺序需要与无人机ID列表顺序保持一致。

`Sample Time`¶

推荐设置为1/30对应30Hz的动捕数据发送频率，也可设置为-1，此时模块将使用Simulink模型的全局仿真步长。当系统中存在不同采样频率的模块时，必须设置本参数避免Simulink模型报错。

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）	否
采样时间	离散
代码生成支持	否

数据通信协议¶

本模块涉及两种UDP网络通信：

与动捕系统的VRPN通信：连接用户配置的Vrpn IP Address，默认动捕服务端口由VRPN协议规定为3883，接收动捕发布的无人机位姿数据
与无人机的MAVLink通信：当勾选isSendVision选项时，模块会将动捕数据通过UDP转发给无人机，端口规则为：
基础端口为Drone base UDP Port配置值，ID为n的无人机对应端口为Drone base UDP Port + (n - 最小飞机ID)
IP规则为：连续编号的无人机仅需填写第一架无人机IP，后续无人机IP按顺序递增；不连续编号则按ID顺序填写逗号分隔的对应无人机IP

输出数据格式为30维的状态向量，包含多架无人机的位置、速度、加速度等动捕数据，需解码器解析使用。

使用示例¶

相关使用示例请参考以下路径：

[RflySim安装路径]/RflySimAPIs/10.RflySimSwarm/1.BasicExps/e5_RflyUdpSwarmExp/Readme.pdf

请在上述路径中查看 Readme.pdf 获取完整的示例说明与操作步骤。

注意事项与常见问题¶

初始化顺序：该模块仅适用于实飞场景，请勿在仿真任务中添加使用。请确保模型开始仿真前，动捕软件已经正常启动并完成目标识别追踪，网络连接已经建立，否则模块会初始化失败无法接收动捕数据。
参数配置规则：配置多无人机ID和IP时，需要遵循对应规则：不连续ID需以空格分隔填写为向量形式（如[1 3 7]），不连续IP需以英文逗号分隔填写，不可混淆分隔符；Base端口需配合ID配置使用，当ID为连续编号时，Base端口为最小ID对应的端口，当配置为自定义ID列表时，Base端口参数失效，每个ID对应的端口会自动计算为15500 + ID。
采样时间匹配：推荐设置模块采样时间为-1，匹配Simulink模型全局仿真频率，同时将全局仿真频率设置为30Hz，符合多数动捕系统的输出频率。如果模型中存在多速率任务，需确保该模块采样时间和动捕系统输出频率匹配，避免数据丢包或Simulink仿真报错。
网络连通性：当MATLAB和动捕软件不在同一台电脑时，需确保两台设备在同一局域网内，可互相ping通，关闭电脑防火墙后再进行数据接收，否则会出现连接失败无法接收数据的问题。配置无人机IP时，也需确保MATLAB主机和所有无人机在同一局域网内。
输出数据使用：模块输出为打包后的30维多机状态向量，必须搭配vrpn_data_decoder模块解析得到单架无人机的位置、速度等状态数据，不可直接使用原始输出。
低时延优化：该模块相比通过ROS转发动捕数据时延更低，若仍出现明显时延，可尝试将动捕软件和MATLAB部署在同一台电脑，Vrpn IP地址设置为127.0.0.1可获得最低时延。

更新日志¶

v4.20 (2024-05-03): 新增RflyVrpnRecv动捕数据接收模块，支持多无人机动捕数据低时延接收与转发，支持连续/不连续无人机ID与IP配置。

模块名	说明
`vrpn_data_decoder`	解析RflyVrpnRecv输出的30维动捕数据，提取单架无人机的状态信息
`RflyUdpSend`	RflySim Swarm集群控制UDP发送模块，用于向无人机发送控制指令
`RflyUdpRecv`	RflySim Swarm集群控制UDP接收模块，用于接收无人机的状态反馈