机器人开发--PX4 Autopilot介绍

1 简介

• PX4 是一款专业级飞控。 它由来自业界和学术界的世界级开发商开发，并得到活跃的全球社区的支持，为从竞速和物流无人机到地面车辆和潜水艇的各种载具提供动力。
• 无人机是无人驾驶的“机器人”设备，可以远程或自动控制。
• 无人机可被用于 消费级、工业级、政府、军工应用 (opens new window)。 这包括（非详尽）：航空摄影/录像，载货，竞速，搜索和测绘等。
  

2 历史

• 2005年，一个意大利开发团队开发出了一款Arduino开源电子原型平台，其团队根据Arduino方便开发、源码开源特性、衍生出Ardupilot和WMC等产品。
• 2007年 Chris Anderson 创立一个DIY Drones网络社区 https://diydrones.com/
• 2008年 Jordi 制作了一个可以自动飞行的传统直升机无人机并赢得了第一届Sparkfun AVC大赛.，并将源码上传到了 DIY Drones网络社区 中。
• 2009年 Chris Anderson 和 Jordi 二人合作成立了 3D Robotics（3DR） 公司
• 2009年5月 Jordi在3D Robotics 发布了第一款Ardupilot 红色飞控主板，之后几年陆续更新了APM1、APM2、APM2.5/2.6三款开源飞控硬件系统，然而APM的硬件系统也因为其8位的处理器系统高负荷运行而走下神坛。
• PX4是由苏黎世理工的计算机视觉与几何实验室的一个软硬件项目PIXHAWK演变而来，目的在于为学术、爱好和工业团体提供一款低成本高性能的高端的自驾仪。
• PIXHAWK的硬件由PX4FMU/PX4IO两部分构成，它是双处理器结构，一个擅长于强大运算的32 bit STM32F427 Cortex M4 核心 168 MHz/256 KB RAM/2 MB Flash处理器，还有一个主要定位于工业用途的协处理器32 bit STM32F103，它的特点就是安全稳定，在主处理器宕机后保障安全。在APM硬件不能满足使用需求后，3DR和PX4团队进行了合作，在2013年11月共同发布了Pixhawk，而原来的ardupilot也被移植到pixhawk上进行运行，也叫apm for pixhawk，而PX4团队为pixhawk设计的飞控软件叫PX4，从此之后，ardupilot和px4在硬件以及底层系统上基本实现了统一。
• 2014年10月，Dronecode基金会开始启动，其同时对Ardupilot和PX4两大开源飞控进行支持和运行，虽然两者都共同使用pixhawk作为硬件平台，但是由于Ardupilot发展历史比较悠久，对各类型的机型以及水下航行器、小车都具有非常好的支持，而px4因为发展时间短暂，在2016年以前都只能支持部分机型。然而2016年8月，Dronecode的董事会成员，ArduPilot的团队领袖之一Philip Rowse向Dronecode会员公司发送了一封内部邮件，公布了Ardupilot即将离开Dronecode的决定。至于为何要离开，应该是跟Dronecode的会员制度有关，另外一个也跟两大开源飞控不同的开源协议有关，PX4的是BSD协议，而Ardupilot的是GPL协议，两者最大的区别在于BSD协议可以将开源软件二次开发后用作商业用途，而GPL协议不允许修改后和衍生的代码做为闭源的商业软件发布和销售，所以如果是公司要使用开源飞控作为产品开发的话应该选取PX4更为合理。
• 自此，PX4作为Dronecode基金会唯一支持的开源飞控项目，也得到了更好的发展，但作为PX4和Ardupilot两款开源飞控的使用者和开发者来说，Ardupilot的功能更为全面，稳定性也要更好一些，软件中存在的逻辑问题也要少一些，而PX4中存在更多的问题，比如对于着陆的判断条件、航线航段的切换中都存在一些问题，需要后续优化，但是在软件的架构上PX4要明显优于Ardupilot，模块更加独立，架构更加清晰，模块之间数据的传递也更加明确。
• 开源飞控的发展集合了数百上千个优秀开发者的智慧，这才能在短短的几年时间内开发出功能如此强大的产品，虽然往后Ardupilot和PX4会以不同的方式推动开源飞控的发展，但是我相信会有更好的明天在等待着我们去探索，这是许许多多飞控爱好者们的共同愿景。在人工智能技术、图像识别技术飞快发展的今天，开源飞控也会很快出现视觉导航、视觉避障、多机协同、目标跟踪等先进方向的开发者，这是一个有期待的时代。

3 Pixhawk、PX4、APM 、 ArduPilot关系

• Pixhawk 是飞控硬件平台
• PX4 和 ArduPilot 都是开源的可以烧写到 Pixhawk 飞控中的自驾仪软件，PX4 称为原生固件，专为 Pixhawk 打造。
• APM（Ardupilot Mega）早期也是一款自驾仪硬件，到 APM3.0 版本，这款基于 Arduino Mega 的 自驾仪已经走到了它的终点。
• ArduPilot 早期是 APM 自驾仪的固件，Pixhawk 作 为 APM 的升级版，也兼容 ArduPilot 固件，APM 自驾仪卒了之后，ArduPilot 现 在全面支持 Pixhawk，现在大家亲切的称 ArduPilot 固件为 APM。

4 各家飞控对比

拿出珍藏多年的图，证明我也算搞过四旋翼。

对比空了再加。

参考

1、PX4 Autopilot User Guide
2、px4讲解（一）历史起源
3、github–PX4/PX4-Autopilot
4、PX4学习笔记
5、创客制造–PX4用户指南
6、gitee–DimianZhan社区 / PX4固件
7、无人机PX4基本概念（一）
8、四旋翼无人机飞行器基本知识（四旋翼无人机结构和原理+四轴飞行diy全套入门教程）