Pixhawk 固定翼滑跑起飞逻辑
起飞逻辑控制代码（runway.cpp）,外环控制逻辑（fw_pos_control_l1文件夹），L1导航代码（ecl_l1_pos_controller.cpp）、总能量控制（tecs.cpp）.
自动起飞逻辑
SuperG与自动飞行相关的代码都在fw_pos_control_l1_mian.cpp中，下面就其中起飞部分的逻辑进行分析。
在外环控制的主函数中，对由navigator模块所传来的航点类型进行判断，根据不同的航点类型，执行不同的控制逻辑。当航点类型为SETPOINT_TYPE_TAKEOFF时，执行起飞部分代码。
首先进行的是滑跑逻辑判断，如果运行的是滑跑起飞的逻辑，则判断滑跑所需要的参数是否初始化，如果未进行初始化，则初始化当先滑跑所需要的参数。
图2 滑跑参数初始化函数
滑跑初始化函数如图2所示，所需要的参数为当前的偏航值以及当前的经纬度。可以看到在初始化时，主函数中将当前的姿态存为四元数，通过q.to_euler函数将四元数转换为姿态角（在px4代码中，有关于欧拉角的姿态都是存成四元数，再需要欧拉角的部分时将其再转换成欧拉角，这样可以有效地避免万向节锁的问题），其中转换后的euler(2)就代表着当前的偏航值。最后，将当前飞机的高度赋值给起飞地面的高度。然后通过mavlink输出‘以滑跑的方式起飞’。
下一步执行判断地面高度函数，如果global_pos中估计的地面高度可以得到并且其数据无误，那么地面高度就为global_pos中估计的地面高度。如果global_pos中的数据不能得到或者检查有问题，那么就用飞机进入起飞状态的高度作为地面高度。
图3 判断地面高度函数
在主函数中下一步执行_runway_takeoff.update()函数，此函数为整个起飞控制的核心，相当于起飞状态的一个状态机。所有起飞逻辑都在这个函数中进行判断和转换，runway_takeoff中的其他函数通过判断当前的起飞逻辑状态而执行不同的指令。
图4 滑跑起飞的状态机函数
函数所需要的参数为当前的空速，高度，经纬度，以及一个用来给地面站输出当前滑跑状态的mavlink_log_pub地址。其函数的就是判断当前的状态以及完成相应的状态转换，_state变量表示当前状态。_state中的状态有
（1） PREROTATE 预旋状态
此状态为SuperG的初始状态，在PERROTATE状态中判断初始化滑跑逻辑是否超过10s中，如果超过10s，则将当前的PERROTATE状态转化为THROTTLE_RAMP状态。否则就一直将_prerotate变量置ture，SuperG进行预旋（预旋的指令会存入att_sp中，然后通过内环控制.cpp读取att_sp值并将其赋给控制通道5，即预旋通道）
（2） THROTTLE_RAMP 油门斜坡加速状态
在此状态会停留2s，一进入该状态则将_prerotate变量置false，关闭预旋，同时将油门从0逐渐加速到最大油门（在参数列表中可以设定）。2s过后，状态转换为CLAMPED_TO_RUNWAY
（3） CLAMPED_TO_RUNWAY滑跑状态
在此状态中，SuperG用最大速度进行滑跑，同时此时的俯仰角期望为_runway_pitch_sp，由地面站进行设定，在此状态之后的几个状态，俯期望俯仰角都由总能量控制算法给定。进行判断，如果飞机的当前速度大于给定的起飞速度，状态转换为TAKEOFF
（4） TAKEOFF起飞状态
当高度小于_nav_alt（地面站设定）的时候，SuperG处于TAKEOFF状态，当高度大于_nav_alt的时候，SuperG转入CLIMBOUT状态。在此状态以前4个状态中，superG为了保持航向，都会通过轮子或者方向舵进行偏航角控制，而在后面两个状态中不会进行给定偏航角控制。在TAKEOFF之前的状态中俯仰角，滚转角的积分状态会被清零，保证在地面的状态的积分不会对空中造成干扰。
（5） CLIMBOUT 爬升状态
当高度小于_climbout_diff.（地面站设定），飞机处于爬升状态，爬升到指定高度后切换进入FLY状态进行正常的航点飞行，在此状态之前的4个状态，期望的滚转角都为0，在此状态中，期望的滚转角由L1导航算法给定，但会有一个正负max_takeoff_roll的限幅保证在此阶段滚转角指令不会过大
（6） FLY 飞行状态
飞机由目前的点向起飞航点飞行。其控制算法为总能量控制和L1导航控制，其实到达这个状态基本的起飞过程已经完成，已经与正常的航线飞行无异。
图5 起飞过程的后续逻辑
可以看出，后续的状态就是通过L1导航算出期望的滚转角，总能量控制算出期望的俯仰角。并对其进行限幅。在其给att_sp的赋值部分，我们判断起飞逻辑的状态，如果runwaytakeof 中的_prerotate的值为真，则将att_sp.pretotate值赋1，runwaytakeof 中的_prerotate的值为假，则将att_sp.pretotate值赋0，完成了对预旋状态的控制。其后的att_sp赋值部分如上面对起飞状态部分的描述，都是对不同起飞状态下的总能量控制和L1导航的姿态指令进行限幅和积分置0操作。
图6 起飞状态的油门输出
如果进入的是自动模式，当前航点类型为起飞航点，则期望的油门由runwat_takeoff中的getThrottle函数设定。函数原型如下
图7起飞状态的油门输出
当起飞状态为预旋状态时，油门输出为0，然后进行斜坡加速油门状态，最后进行最大的油门状态，CLAMPED_TO_RUNWAY状态中的油门实际是设定的最大油门，随后的油门都是有总能量控制给定。
2.3. 仿真结果
图8 自主起飞，航线飞行，自主降落过程半物理仿真飞行轨迹