ArduPilot-1-ArduPilot还是PX4?

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在前面的分享

PX4-1-开源飞控项目

中，我们简单分享了一些比较知名的开源飞控项目，对ArduPilot也做了简单的介绍。

ArduPilot与PX4是目前最为成熟完善的开源飞控项目，两个项目的系统架构差异比较大，很多同学也会问我应该学习哪一个比较好。

在PX4系列分享中，我们已经更新了19篇文章（可以在公众号主页点击OPENUAV/PX4获取列表），对PX4的

系统架构

消息机制（uORB）

任务调度

设备驱动

日志系统

仿真系统

混控

ROS/ROS2接口

等方面都做了简单的介绍，大家对PX4应该有一些系统性的认识。

我们没有对ArduPilot做系统性的介绍，这里我们先简单介绍一下ArduPilot开源项目的基本信息。

ArduPilot也叫ArduPilotMega(APM)，最早是基于Arduino运行在ATMEGA2560这一款8位AVR单片机上,目前的ArduPilot的代码架构也非常类似于Arduino的架构。

很多同学对这个板子应该都还有印象，最早接触它还是在大学时期，一晃已经过去将近10年。

ArduPilot项目起源于2007年，在2011年发布APM2时其系统架构已经有了目前的系统架构的雏形。

后面比较有重大意义的时间节点有：

2012年PX4项目发布，并发布了第一代PX4FMU，ArduPilot设计AP_HAL支持更多的飞控硬件



2013年ArduPilot将PX4项目作为中间件，实现对Pixhawk硬件的支持。

从这开始ArduPilot与PX4项目就有着紧密的关系，这时候ArduPilot的代码结构是这样的：
    ├── ArduCopter
    ├── ArduPlane
    ├── libraries
    │   ├── AC_AttitudeControl
    │   ├── AC_PID
    │   ├── ...
    │   ├── AP_HAL
    │   ├── AP_HAL_Empty
    │   ├── AP_HAL_Linux
    │   ├── AP_HAL_PX4
    │   ├── AP_HAL_SITL
    ├── modules
    │   ├── PX4Firmware
    │   ├── PX4NuttX
    │   └── uavcan
2014年 DroneCode开源飞控基金会成立，PX4与ArduPilot都是其中的开源项目。

2016年ArduPilot与DroneCode因为理念的不同分道扬镳，ArduPilot脱离DroneCode基金会，这件事情当时引起了广泛讨论，ArduPilot与DroneCode的是非关系这里就不再讨论。

2018年ArduPilot引入ChibiOS作为ArduPilot的RTOS，移除了PX4Firmware、PX4NuttX，至此ArduPilot与PX4项目脱离关系。

到这里ArduPilot与PX4回到独立开发的阶段，最近几年都发展迅速，迭代非常快。

现在大家对ArduPilot项目的发展应该有一定的认识，我们对ArduPilot与PX4做一些简单的对比，下表是github上截至2022年11月19号的一些统计数据：

	PX4	ArduPilot
commits（master分支）	41538	55588
forks	12.1k	13.5k
starred	6k	7.8k
contributors	556	661

从统计数据上看，ArduPilot在代码提交数量、项目forks、starred以及代码贡献者数量上都要多于PX4。

当然这些数据不能说明ArduPilot就优于PX4，ArduPilot项目发起比PX4更早，积累了更多的代码和功能。

在源码框架上的一些不同：

使用的RTOS不同：APM目前使用ChibiOS，而PX4使用Nuttx，当然它们都支持linux系统

消息机制不同：PX4使用uORB的微消息代理机制进行任务间的数据传递和消息同步等，任务间耦合较低；APM的模块封装在libraries中的各个类模块中，在应用层（ArduCopter、ArduPlane、Rover等）通过实例化具体的类来完成具体的功能，比如传感器、EKF、位置控制、motor等模块，模块间的数据传递通过类的输入输出接口完成。

任务框架不同：PX4的每个任务均运行在独立的task和工作队列中，而APM的应用层自己实现了一个调度器（AP_Scheduler）

代码框架的复杂程度上PX4会比APM复杂一些，模块的封装程度更高，在task、uorb、传感器的驱动封装上更为复杂一些，当然如果仅仅使用的话只要参考demo也能非常快的入门。

以下两图是ArduPilot与PX4的代码框架图

ArduPilot：



PX4：

初看两者的架构图可能对其理解不多。在后续的分享中我会新增ArduPilot这一主题，详细聊聊ArduPilot各个部分的系统架构，欢迎大家关注。

讲到这里还是没有回答我们选择ArduPilot还是PX4学习更为合适，可能如果大家对ArduPilot和PX4都有一定的了解，可能能选择更满足自己需求的项目，这里我先分享一下我自己的体会：

ArduPilot的开发时间更久，积累的代码和功能更多，使用体验上整体会略好一些，代码结构更加简单清晰，上手会容易一些，更适合航模或者飞控爱好者。

PX4起源于苏黎世联邦理工学院，发展比ArduPilot稍微晚一些，系统设计去耦合，且在对ROS与ROS2的支持上更充分一些，仿真系统也更完善一些，更适合高校研究开发。

以上是我个人的理解，可能有不准确的地方，欢迎私信我交流讨论。

往期分享：

AcmeGCS-21-原生ROS2支持

PX4-19-MicroDDS

PX4-18-混控动态分配

这里会不定期更新一些我整理的无人机相关知识，如果对您有帮助，欢迎关注转发分享。