第1章：EKF2参数总览与分类
大家好，我是你们的飞控算法讲师。今天咱们来聊聊EKF2的参数体系。
说实话，我刚接触PX4那会儿，看到EKF2_*开头的参数，头都大了。几十个参数，每个都有默认值，改一个不知道会影响什么。后来踩了不少坑，才慢慢摸清门道。
这一章，我就把EKF2的参数体系给你拆开揉碎。咱们不急着调参数，先搞清楚这些参数到底分几类，各自管什么。
1.1 EKF2参数的整体架构
EKF2的参数，说白了就是一套“传感器融合的配置表”。它告诉飞控：你用哪些传感器？信谁多一点？噪声多大？
我习惯把EKF2参数分成四大类：
- 核心参数：决定融合算法基本行为的参数。比如启用哪些传感器、融合模式。
- 辅助参数：传感器噪声、初始方差、时间常数等。这些决定了融合的“软硬程度”。
- 调试参数：用于排查问题、记录日志、输出诊断信息。平时不动，出问题时救命用的。
- 其他参数：一些特殊场景下的开关，比如地形跟随、光学流等。
你想想看，这就像调一台发动机。核心参数决定用汽油还是柴油，辅助参数决定喷油量，调试参数就是仪表盘上的故障灯。
重要提醒：EKF2参数全部以 EKF2_ 开头。你在QGC参数列表里搜“EKF2”就能看到全部。别去改那些不带EKF2_前缀的参数，那是别的模块管的。
1.2 核心参数（Core Parameters）
核心参数，我称之为“骨架”。它们决定了EKF2的基本工作模式。
我个人最常用的几个核心参数：
| 参数名 | 默认值 | 说明 |
|---|---|---|
EKF2_EN |
1 | EKF2总开关。0=禁用，1=启用。你如果切到EKF3，记得关掉这个。 |
EKF2_IMU_CTRL |
0 | IMU融合控制位。位掩码，控制是否融合加速度计、陀螺仪、磁力计等。 |
EKF2_GNSS_CTRL |
0 | GNSS融合控制。位掩码，控制GPS、GLONASS、北斗等。 |
EKF2_AID_MASK |
0 | 辅助传感器掩码。控制是否使用光流、视觉、激光雷达等。 |
EKF2_MULTI_IMU |
1 | 多IMU支持。1=启用，0=只用主IMU。 |
嗯，这里要注意：EKF2_IMU_CTRL 和 EKF2_GNSS_CTRL 是位掩码参数。什么意思呢？就是每个bit代表一个开关。比如bit0代表加速度计，bit1代表陀螺仪。你设成3（二进制11）就是两个都开。
我在项目中遇到过一位朋友，他把 EKF2_IMU_CTRL 设成了0，结果飞控完全不融合IMU数据，飞机一解锁就翻。后来查了半天才发现是这里的问题。
我的习惯：每次改核心参数后，一定要重启飞控。EKF2在初始化时读取这些参数，运行时不会重新加载。不改重启等于白改。
1.3 辅助参数（Auxiliary Parameters）
辅助参数，我称之为“血肉”。它们决定了EKF2对传感器的信任程度。
说白了，就是告诉EKF2：这个传感器噪声多大？那个传感器漂移多快？
常见的辅助参数：
- 噪声参数：
EKF2_GPS_V_NOISE（GPS速度噪声）、EKF2_BARO_NOISE（气压计噪声）等。数值越大，EKF越不信任该传感器。 - 初始方差：
EKF2_INIT_VEL（初始速度方差）、EKF2_INIT_POS（初始位置方差）。起飞前的不确定度。 - 时间常数：
EKF2_ACC_NOISE（加速度计噪声时间常数）、EKF2_GYR_NOISE（陀螺仪噪声时间常数）。控制滤波器的响应速度。
你可能会问：这些参数怎么调？
我的经验是：先保持默认。如果发现位置漂移大，适当增大GPS噪声；如果高度震荡，减小气压计噪声。每次只改一个参数，观察效果。
我曾经在调试一架大载重六轴时，发现高度一直有低频振荡。折腾了两天，最后把 EKF2_BARO_NOISE 从默认的0.5改到0.3，问题就解决了。原因是那架飞机的气压计安装位置靠近电机，气流扰动大，默认噪声值不够。
避坑指南：辅助参数不要改得太极端。比如把GPS噪声设成100，EKF会完全忽略GPS，飞机就会飘走。我曾经见过有人把 EKF2_GPS_V_NOISE 设成0，结果EKF过于信任GPS，在GPS信号差的地方直接炸机。
1.4 调试参数（Debug Parameters）
调试参数，我称之为“听诊器”。平时用不上，出问题时就靠它了。
这些参数主要控制日志输出、诊断信息、以及一些调试模式。
| 参数名 | 默认值 | 说明 |
|---|---|---|
EKF2_LOG_LEVEL |
0 | 日志详细程度。0=最小，1=标准，2=详细。调试时设成2，但注意日志会很大。 |
EKF2_DIAG_INTERVAL |
100 | 诊断信息输出间隔（ms）。设小一点可以更快发现问题。 |
EKF2_DEBUG |
0 | 调试模式开关。1=启用，会输出更多内部状态。 |
EKF2_RNG_DEBUG |
0 | 激光雷达/超声波调试输出。用于排查测距传感器问题。 |
我个人建议：日常飞行时 EKF2_LOG_LEVEL 保持0或1。只有在排查问题时才开详细日志。否则飞一次下来，日志文件几百兆，分析起来也麻烦。
我记得有一次，一架飞机在GPS信号好的地方也出现位置跳变。我开了 EKF2_DEBUG 和详细日志，发现是磁力计受到机臂电流干扰，导致EKF的航向估计震荡。后来通过日志里的创新序列（innovation sequence）定位到了问题。
小技巧：调试参数改完后，不需要重启飞控。它们可以在运行时动态调整。你可以在飞行中打开详细日志，发现问题后再关掉，非常方便。
1.5 参数分类的思维导图
为了让你更直观地理解EKF2参数体系，我画了一张结构图。你可以把它当作调参时的“地图”。
1.6 参数调优的通用原则
讲了这么多分类，最后分享几条我总结的调参原则：
- 一次只改一个参数。改完飞一次，看效果。同时改多个参数，你根本不知道是哪个起了作用。
- 从默认值开始。PX4的默认参数是经过大量测试的。除非你有明确的问题，否则别乱动。
- 记录每次修改。我习惯在飞控的SD卡里放一个params.txt文件，记录每次改了什么、为什么改、效果如何。时间长了你会发现这个习惯救过你很多次。
- 用日志说话。别凭感觉调参。打开日志，看EKF的innovation、variance、status flags。数据不会骗人。
最后提醒：EKF2参数改完后，一定要做地面测试。把飞机拿在手里晃动，看QGC里的EKF状态是否正常。别一上来就解锁起飞。我曾经因为改了一个噪声参数，导致EKF在起飞时直接发散，飞机侧翻。还好是在草地上测试的，没摔坏。
好了，这一章的内容就到这里。EKF2的参数体系就像一张地图，你知道了分类，就知道该去哪里找答案。下一章咱们会深入每个参数的具体含义和调优方法。