开源飞控（PX4、ardupilot）

在无人机（航模）领域除了有专业的研究人员，也有许多发烧友们前仆后继。像是电脑中的“攒机”，无人机中也有许多自组、改装的玩法。

开源飞控

飞控作为机体的“大脑”，是二次开发、研究的重要对象。PX4 和 ardupilot 是目前无人机行业最受欢迎、最为全面和先进的飞控软件，它们的代码均在 github 上托管。
我们提到 PX4 和 ardupilot 是开源的飞控软件，那么它们在怎样的硬件平台上运转？曾经 ardupilot 在 APM 上运行，但是由于其 8 位的处理器系统高负荷而逐渐退出历史舞台。后来，ardupilot 被移植到 Pixhawk 上，而后者的原生软件就是 PX4，因此两者在硬件层基本统一。
注意 ardupilot 使用的是 GPL 协议，跟 linux 一样，不允许二次开发后的代码作为闭源的商业软件发布，PX4 使用的 BSD 协议，允许商业用途，因此公司一般用 PX4 做产品开发。

网上有许多对 PX4 代码的解读，可能是后续学习的内容。

研究方向

一般飞控算法的研究有制导、控制、导航。
导航：融合各个传感器的数据（陀螺仪、加速度计、磁力计、气压计、GPS、摄像头），最后得到飞行器的飞行状态（姿态、速度、位置）。这是整个系统的基础，闭环控制中的“反馈”。这方面的研究集中在视觉图像上，传统的惯导+GPS没有什么研究空间。
控制：根据期望，计算执行机构的“动作”。最简单的姿态控制，遥控器上的摇杆对应无人机的姿态期望。复杂的有轨迹跟踪、路径跟踪、根据地面站规划的航线自主飞行。这些对于目前的无人机来说比较成熟了，早已不是研究热点。
制导：无人机智能化，进行较为复杂的任务。如在航线上实时避障，属于避障算法的研究；在航线上对某个地面目标进行跟踪，属于目标跟踪的内容；对某个区域进行最小时间搜索，属于路径规划内容。

参考：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/348087627 穿越机的组成
https://zhuanlan.zhihu.com/p/73405858 开源飞控的前世今生