PX4概览：修订间差异

2025年9月21日 (日) 04:02的最新版本

PX4是一款高性能、开源的全自主无人机飞行控制软件（固件），专为无人机及其他自主车辆系统设计。它提供了一套完整的自动驾驶解决方案，是全球无人机领域应用最广泛的飞控系统之一[5](@ref)。

PX4 的故事始于**2008年**瑞士**苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）** 计算机视觉与几何实验室（CVG Lab）的一个研究课题[5](@ref)。

2009年：团队以 **“Pixhawk”** 为名，赢得了欧洲微型飞行器竞赛的室内自主飞行类别项目，随后开源了代码。
2011年：软件经历第四次重写，达到预期目标，由此命名为 **PX4**（“P”代表Pixhawk硬件，“X”代表跨平台，“4”象征第四代飞控系统）。硬件也同步迭代。
2013年：PX4 的第一个稳定发布版面世。全名为 Flight Management Unit version 2 (FMUv2) 的硬件被正式命名为 Pixhawk 发布。
2014年：Dronecode 基金会成立，旨在使所有开源无人机项目保持独立，吸引优秀开发者，建立可持续发展的生态[5](@ref)。

PX4的主要特点包括：

PX4采用分层和模块化设计，其核心架构主要包含以下部分[3,5](@ref)：

架构层级	功能描述
飞行控制栈 (Flight Stack)	包含状态估计、导航和控制算法，是飞控的核心智能部分。主要包括估计器(Estimator)、控制器(Controller)和混控器(Mixer)。
中间件 (Middleware)	提供内部模块间通信（如基于发布-订阅模型的uORB）和外部通信（如MAVLink协议）的核心服务。抽象底层硬件细节，为上层应用提供统一接口。
操作系统与硬件抽象层 (OS & HAL)	PX4通常运行在NuttX实时操作系统（RTOS）上，以满足严格的时序要求。硬件抽象层（HAL）则屏蔽了不同硬件的差异。

PX4的功能非常丰富，其核心特性包括[5](@ref)：

PX4拥有强大的开源生态系统和活跃的全球社区[5](@ref)。

开发环境：推荐使用Visual Studio Code (VS Code)进行开发。
地面站软件：QGroundControl是官方的地面站软件，用于固件烧录、参数调整、飞行监控和任务规划。
仿真工具：支持软件在环（SITL）和硬件在环（HITL）仿真，便利开发和测试。
社区支持：由Dronecode基金会支持，吸引了众多商业公司和科研机构的参与。丰富的在线文档、教程、论坛讨论和开源代码，使得开发者可以快速上手、二次开发并贡献自己的力量[5](@ref)。

PX4源码采用模块化设计，其主要文件夹功能如下[1,2,4](@ref)：

文件夹路径	功能描述
`boards/`	硬件平台配置，包含Pixhawk系列等飞控板的启动脚本和内存映射定义。
`src/drivers/`	外设驱动实现，包含IMU、GPS、PWM输出等硬件抽象层接口。
`src/modules/`	飞行控制核心模块，如姿态估计、导航算法等。
`msg/`	uORB消息定义文件(.msg)，用于生成通信数据结构。
`ROMFS/`	嵌入式文件系统，包含启动配置脚本和参数默认值。
`cmake/`	CMake构建配置，定义平台相关的编译规则。
`platforms/`	操作系统抽象层，包含NuttX/Linux等RTOS的接口适配。

PX4被广泛应用于[5](@ref)：