3. ArduPilot固件与地面站软件安装
无人船的控制核心是运行 ArduPilot 固件的飞控板，而人机交互的窗口则是地面站软件。本节要完成三件事：在地面电脑上装好 Mission Planner 或 QGroundControl，把 ArduRover（Rover 车/船固件）烧写进飞控，再通过 USB 或数传链路完成驱动配置与连接测试。这三步是后续所有参数配置、传感器校准和自动航行的前提，任何一步出错都会导致后面"连不上、读不出参数、解锁失败"。
一、地面站软件的选择与安装
Mission Planner 与 QGroundControl 都能完成固件烧写和参数配置，但定位不同。Mission Planner 是 Windows 平台的老牌工具，参数树完整、日志分析（MAVExplorer 集成）和航点编辑功能强，对 Rover 固件的支持最成熟，适合做深度调参和故障排查。QGroundControl 跨 Windows/macOS/Linux/Android，界面现代，固件刷写和基础校准流程更"傻瓜化"，适合外场用平板或手机快速检查。建议本课程以 Mission Planner 为主力，QGroundControl 作为移动端备份。
安装 Mission Planner 时从官网下载 MSI 安装包，安装过程会一并部署 .NET Framework 与 ArduPilot 相关驱动。首次启动若弹出 Windows 防火墙提示，应允许其访问专用网络，否则后续 UDP 连接可能被拦截。QGroundControl 为绿色版，解压后直接运行，但 Windows 下需要允许其安装串口驱动。两者不要同时占用同一个 COM 口，切换软件前先断开连接。
二、飞控固件烧写（ArduRover）
ArduPilot 的 Rover 固件同时适用于轮式小车和水面无人船，官方固件名称为 ArduRover。烧写前先明确飞控硬件型号（如 Pixhawk 系列、Cube、Matek 等），因为不同硬件对应不同的固件目标（如 fmuv3、fmuv5、CubeOrange）。选错目标会导致刷写后无法启动。
在 Mission Planner 中进入"设置 → 安装固件"，用 USB 连接飞控。若飞控已有固件，软件会识别其板型并提示"已连接"，此时点击对应固件版本即可在线下载并烧写；若飞控是空板或引导程序损坏，则需按住安全开关或使用 DFU 模式强制刷写。烧写过程中不要断电、不要拔线，进度条走完后飞控会自动重启，蜂鸣器发出启动音，Mission Planner 重新识别到飞控即表示成功。
烧写完成后进入"设置 → 必要硬件 → 机架类型"，选择 Rover 对应的机架（如"船"或"地面车"）。这一步决定了舵机/电机输出映射和默认参数集，选错会让后续的转向与油门通道对应关系全部错位。示例：某 1.2 米双体船采用差速双桨，机架选择"Boat"后，SERVO1 与 SERVO3 分别对应左右推进器，若误选"车"类机架，转向通道会映射到舵机输出，导致船体只转不前进。
三、驱动配置与连接测试
驱动问题集中在 USB 转串口芯片上。Pixhawk 类飞控常用 CP210x 或 FTDI 芯片，Windows 10/11 一般能自动识别，但部分精简系统或旧版驱动会导致"设备已连接但无法打开端口"。此时在设备管理器中右键该端口 → 更新驱动 → 手动选择厂商驱动目录，或安装 Mission Planner 自带的驱动包。若使用数传电台（如 3DR 915MHz/433MHz），还需为电台的 USB 端单独安装驱动，并注意数传两端波特率必须一致，常见配置为 57600。
连接测试按"端口—心跳—参数"三层递进。在 Mission Planner 右上角选择正确的 COM 口，波特率一般选 115200（USB 直连）或 57600（数传），点击"连接"。连接成功的标志是：HUD 姿态仪开始随飞控晃动而变化，消息栏出现"EKF2 IMU0 is using GPS"之类的初始化信息，左下角显示电池电压。若一直停在"等待心跳"，先换一个 USB 口、换一根数据线（很多线只供电不传数据），再检查飞控是否已上电、安全开关是否按下。
参数读写是更深一层的验证。进入"配置/调试 → 全部参数表"，点击"加载参数"，若能列出数百项参数（Rover 固件约 1000 项以上），说明 MAVLink 链路正常。此时可做一次写入回读测试：把 FS_ACTION 或某个无关紧要的参数改一个值，点击"写入参数"，再点"刷新"确认数值已变，最后改回原值。这一步能提前暴露"能连上但写不进参数"的隐性故障，避免到校准阶段才发现问题。
# 连接测试关键检查项（示例）
端口：COM5（USB 直连）
波特率：115200
心跳：HUD 姿态随动，消息栏出现 EKF 初始化
参数：全部参数表可加载，写入后刷新一致
电压：电池监测显示 12.4V（3S 满电附近）
预解锁：无 "PreArm: Hardware safety switch" 报错四、常见问题与判断依据
把本节最容易踩的坑归纳成一张对照表，便于现场快速定位：
| 现象 | 可能原因 | 处理方式 |
|---|---|---|
| 设备管理器出现未知设备 | USB 转串口驱动未装 | 安装 CP210x/FTDI 驱动，或重装 Mission Planner |
| 有 COM 口但打不开 | 端口被其他软件占用 | 关闭 QGC、串口助手等占用程序 |
| 连接后无心跳 | 波特率不匹配 / 数据线仅供电 | 改试 57600/115200，更换数据线 |
| 烧写后飞控不启动 | 固件目标选错 | 按板型重刷对应 fmuv3/fmuv5/CubeOrange |
| 参数能读不能写 | 飞控处于解锁或安全开关未按 | 断开动力、按下安全开关后重试 |
完成以上步骤后，飞控应处于"固件正确、机架匹配、链路通畅、参数可读写"的状态。此时不要急于下水，先在桌面上做一次电机转向测试：解锁后轻推油门，观察左右推进器转向是否符合"前进时两桨向后推水"的约定，若相反则通过 SERVOx_REVERSED 参数或调换电机线序纠正。转向与油门方向的定义必须在整门课程中保持一致——本课程约定"油门正向为船头前进方向，转向正向为船头右转"，后续的航点、返航和避障逻辑都以此为准。连接测试通过，才具备进入传感器校准与遥控器校准的条件。