无人机开源飞控概述

fsyg2003

无人机是一个宽泛的概念，从美国高空高速的U2军用无人机，到中国最新声名鹊起的“猛龙"，再到淘宝网上随处可见的四轴飞行器，无论是外形，性能，还是价格，应用场景，都可谓是天差地别，不可同日而语。军用无人机自诞生之日起，从外形还是发动机，都是直接从有人飞机发展而来；而民用无人机很多都是从航空模型发展而来，因此这完全是不同的产品。本文中的无人机，从民用航空模型出发，仅仅讨论多轴无人机这么一个细分领域。

       无论军用还是民用无人机，飞行控制系统都是其中的重中之重。由于飞行动力学和飞机的外形和气动布局息息相关，飞控系统也根据不同的飞机外形设计开发。我们在这里讨论的飞控系统，主要是针对固定翼飞机，直升机以及多轴飞行器应用的飞行控制系统。由于这几类经典的飞行器在数学建模和工程应用上已经非常成熟，行业内对应的开源飞控系统也十分成熟，所以后来者需要做的创新不多。大多二次开发的飞控系统，都是基于一个成熟的飞控，然后添加不同的传感器，并提供一个标准的控制接口，可以让一个高性能的伴随计算机实时分析计算飞行姿态，并根据经典模型，或者人工智能的方式实时下达控制命令。无人机开源飞控系统，也经过十多年的发展，从之前的百花齐放，变成了最后几家的剩者为王。

PX4飞控官网：https://px4.io, 源代码：https://github.com/px4       PX4是业内领先的开源飞控，提供各种接口和外部的高性能计算单元通信，是便于进行二次开发的高性能飞控平台；而PX4社区也是目前为止能够持续保持更新的无人机社区之一。       无人机爱好者容易把PX4和PIXHAWK混在一起。PX4是开源飞控软件，而PIXHAWK是开源硬件，PIXHAWK硬件飞控板可以使用PX4以及配套的软件工具QGroundControl进行调试飞行，也可以使用其他的飞控软件和配套工具，比如APM飞控和Misson Planner。不过目前的PIXHAWK基本已经闭源，毕竟硬件公司和软件公司不同，任何开源的硬件公司都无法和深圳众多的山寨厂抗衡，因此最终选择闭源，基本上是命中注定的。目前淘宝网上能买到的比较便宜的PIXHAWK2.4.8，基本上是开源的硬件的最后的绝唱。APM/Ardupilot官网: https://ardupilot.org, 源代码: https://github.com/ArduPilot      APM和PX4在开源飞控系统中并驾齐驱，APM基于Arduino开源硬件，拥有广大的粉丝群，容易上手是APM的特点。
BetaFlight官网: https://betaflight.com, 源代码:github.com/betaflight       和上面两种飞控强调扩展性，自主导航不同，BetaFlight成名于穿越机领域，强调操作性和易用性，软件相对比较简单易学。在国内经常用F4飞控或者F7飞控来指代，主要指飞控系统采用的是STM32F4或者STM32F7 MCU作为主控芯片。因此BetaFlight一般很少用在二次开发或者自主导航的产品上。