【开源】低空经济,强大的载人完全自主飞行的飞行汽车和无人机系统

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简介

GAAS (Generalized Autonomy Aviation System) 是一套开源的无人机自主飞行软件平台。GAAS 致力于为无人机智能应用提供一个泛用的开发架构，以此加速自动驾驶载人 VTOL 的到来。作为一个受 BSD 协议保护的项目，任何企业、研究人员、无人机爱好者都可以合法合规地改动我们的代码来满足其客制化的需求。

我们第一步的目标是让无人机做到真正无人，从而能够为人类进行更多的工作，并且可以让更多程序员和工程师更简单的为无人机编写程序和制作产品。长期目标是将 GAAS 应用在载人 VTOL 上（也许是飞行汽车）。我们现在支持无人和有人的旋翼和直升机驾驶。下一步计划支持 VTOL 和 eVTOL。

VTOL 和 eVTOL

VTOL（Vertical Takeoff and Landing，垂直起降）和eVTOL（Electric Vertical Takeoff and Landing，电动垂直起降）是两种飞行器的起降技术。

VTOL（垂直起降）

VTOL技术指的是飞行器能够无需长距离的跑道，在较小的区域内垂直起飞和降落。这种技术通常用于直升机和一些特殊设计的固定翼飞机，如英国的鹞式战斗机（Harrier Jump Jet）。

VTOL技术的特点包括：

垂直起飞和降落：减少了起飞和降落的距离需求，适用于空间受限的区域。

灵活性：可以在多种地形上起降，包括舰船甲板。

复杂性和成本：VTOL飞行器的技术较为复杂，维护成本和制造成本通常较高。

eVTOL（电动垂直起降）

eVTOL技术是基于VTOL原理，但使用电力作为推进力的新型飞行器。这些飞行器通常设计为城市空中交通（UAM, Urban Air Mobility）的概念，旨在为城市交通提供新的解决方案。

eVTOL技术的特点包括：

电动推进：使用电动机代替内燃机，减少了对化石燃料的依赖，降低了噪音和污染。

适用于城市环境：设计用于在城市环境中进行短途运输，如空中出租车服务。

创新设计：许多eVTOL概念飞行器采用了多旋翼或倾转旋翼的设计，以实现垂直起降和水平飞行。

发展中的技术：eVTOL技术目前仍处于发展阶段，许多公司正在测试和开发原型机。

eVTOL飞行器是未来城市交通和空中出行领域的重要创新之一，有潜力改变人们的出行方式，尤其是在城市环境中。然而，它们也面临着法规、技术、安全性和公众接受度等方面的挑战。



核心算法

GAAS（Generalized Autonomy Aviation System）是一个开源的无人机自主飞行软件平台，它为无人机智能应用提供了丰富的算法和功能。以下是一些GAAS提供的核心算法和功能：

无GPS信号与外部通信时的自主飞行：GAAS能够在没有GPS信号或外部通信中断的情况下，利用内置传感器和算法实现无人机的稳定飞行和导航。

复杂场景降落：在复杂的场景中，GAAS能够实现无人机的自动降落，确保安全着陆。

全局感知：GAAS具备全局感知能力，能够实时监测无人机的位置、速度、姿态等信息，并根据环境变化做出相应的调整。

全局跟踪：GAAS能够实现对目标的全局跟踪，无论目标如何移动，无人机都能准确跟随。

目标识别：GAAS内置了先进的目标识别算法，能够快速准确地识别出目标物体。

3D还原重建与3D路径规划/避障导航：GAAS能够根据无人机的飞行数据和传感器信息，实现3D环境的还原重建，并规划出安全可靠的飞行路径，同时避免障碍物。

此外，GAAS还包含了一些特定的算法，如用于全局目标追踪的算法。虽然无法从第二个来源获取详细信息，但通常这类算法会包括传统的目标跟踪算法和基于深度学习的算法，用于在复杂环境中准确地追踪目标。

GAAS的优势在于其开放性和共享性，遵循BSD协议，允许任何企业、研究人员或无人机爱好者获取代码并进行改动，满足各种定制化需求。同时，它还提供了泛用性的开发架构，适用于各种类型的无人机和应用场景。





ROS与MAVROS

GAAS（Generalized Autonomy Aviation System）是一个开源的无人机自主飞行软件平台，它集成了多种工具和技术，其中包括ROS（Robot Operating System）和MAVROS。

ROS（Robot Operating System）

ROS（Robot Operating System）是一个开源的机器人 middleware（中间件），它提供了一些库和工具帮助软件开发者创建机器人应用程序。ROS的主要特点包括：

节点（Nodes）：在ROS中，节点是执行计算任务的进程，可以发布或订阅消息。

消息（Messages）：节点之间通过消息进行通信。消息是数据结构，用于节点间的信息传递。

主题（Topics）：主题是节点发布消息的通道，也是节点订阅消息的来源。

服务（Services）：服务允许节点发送请求并接收响应。

参数（Parameters）：参数是全局键值对，用于配置不同节点。

在GAAS中，ROS被用作核心的通信框架，使得不同的无人机组件和算法可以方便地交换数据和指令。

MAVROS

MAVROS是一个ROS的包，它提供了一个与MAVLink通信协议之间的接口。MAVLink是一个为无人机和地面控制站之间的通信设计的协议。MAVROS的主要功能包括：

与飞控通信：MAVROS允许ROS节点与无人机的飞行控制器（如Pixhawk）进行通信。

消息转发：它可以将MAVLink消息转换为ROS消息，反之亦然。

参数管理：通过MAVROS，可以读取和设置飞控的参数。

命令和控制：MAVROS支持发送命令给飞控，如模式切换、任务规划等。

在GAAS中，MAVROS的作用是桥接ROS和无人机的飞控系统，使得开发者可以在ROS环境中控制无人机，同时利用ROS丰富的工具和库进行无人机自主飞行算法的开发和测试。

总结来说，ROS为GAAS提供了一个强大的机器人开发框架，而MAVROS则作为桥梁，使得ROS能够与无人机的飞控系统无缝集成，共同推动无人机自主飞行技术的发展。



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