PX4机型目录
以下是基于 MediaWiki 语法格式的 PX4 机型目录详细解析，包含全面说明、中文注释和个人理解：
PX4 机型目录详解
PX4 机型目录是 PX4 飞控系统中定义飞行器平台配置的核心部分，它通过一系列配置文件决定了飞控如何控制不同类型的飞行器（如多旋翼、固定翼、车辆、船只等）。这些配置文件包含了参数设置、混控器配置和控制逻辑。
目录位置与结构
PX4 的机型配置文件主要存放在固件源码的以下路径中： PX4-Autopilot/ROMFS/px4fmu_common/init.d/airframes
• 中文注释：ROMFS 是一个只读文件系统，这些配置文件在编译时会被打包进固件。px4fmu_common 表示这些配置适用于常见的 Pixhawk 系列飞控硬件。init.d 包含系统启动脚本，而 airframes 子目录专门存放所有机型定义文件。
机型文件命名规则
机型文件的命名格式为：[数字ID]_[描述性名称]（例如 4001_quad_x，2100_standard_plane）。 • 中文注释：
◦ 数字 ID：此数字唯一对应飞控参数 SYS_AUTOSTART 的值。通过设置 SYS_AUTOSTART 为特定 ID，即可选择对应的机型。
◦ 描述性名称：通常描述了机型的类别和构型，如 quad_x 代表 X 型四旋翼。
下表总结了主要的机型ID范围及其类别： {class="wikitable"
+ PX4机型ID范围分配表 ! ID范围 ! 机型类别 ! 示例ID ! 说明 1000-1999 仿真设置 (HIL/STIL) 1004 硬件在环仿真配置 2000-2999 标准固定翼 2100 标准固定翼飞机 3000-3999 飞翼 3000 通用飞翼 4000-4999 X型四旋翼 4001 通用 X 四旋翼 5000-5999 +型四旋翼 5001 通用 + 四旋翼 13000-13999 VTOL 13000 垂直起降飞行器 ... ... ... ...
} • 注意：自定义机型通常建议使用较大的 ID（如 8xxxx, 9xxxx），以避免冲突。
机型元数据标签
在机型文件中，使用特定格式的注释标签定义元数据，这些信息用于地面站（如 QGroundControl）的显示和选择：
- !/bin/sh
- @name Generic Quadcopter # 机型名称：显示在地面站的选择列表中
- @type Quadrotor x # 机型子类型：如X型四旋翼，影响地面站显示
- @class Copter # 机型大类：决定飞控使用的核心控制算法（如多旋翼、固定翼）
- @maintainer Name <email> # 维护者信息
- @output MAIN1 aileron # 输出通道功能描述：MAIN1通道控制副翼
- @board px4_fmu-v2 exclude # 板卡排除：此配置不适用于指定飞控板
• 个人理解：这些元数据标签是连接机型配置与地面站UI的桥梁，确保用户能正确识别和选择机型。
配置文件内容解析
机型文件是 Shell 脚本，主要进行参数设置、引用通用配置和设置混控器。
- !/bin/sh
- @name Generic Quadcopter
- @type Quadrotor X
- @class Copter
- 引用多旋翼默认参数配置
. ${R}etc/init.d/rc.mc_defaults # 引用多旋翼（Multicopter）的默认配置脚本，实现代码复用
- 设置参数默认值：如果用户未修改参数，则使用此默认值
param set-default CA_ROTOR_COUNT 4 # 设置旋翼/电机数量的默认值为4 param set-default CA_ROTOR0_PX 0.15 # 设置0号电机在机体坐标系中的X轴安装位置（米） param set-default CA_ROTOR0_PY 0.15 # 设置0号电机在机体坐标系中的Y轴安装位置（米） param set-default BAT1_N_CELLS 4 # 设置电池1的电池片数（单位：S） param set-default GND_SPEED_P 0.25 # 设置地面车辆速度控制器的比例（P）增益
- 设置混控器 (Mixer)：决定飞控输出指令如何映射到执行器
set MIXER quad_x # 使用名为'quad_x'的混控器（适用于X型四旋翼） set PWM_OUT 1234 # 设置PWM输出通道
• 关键点说明：
◦ 引用通用配置：通过 . ${R}etc/init.d/rc.[class]_defaults（如 rc.mc_defaults）引用对应大类的默认配置，避免重复定义。
◦ 参数设置：param set-default 用于设置参数的默认值。
◦ 混控器 (Mixer)：混控器文件（如 quad_x）通常存放在 ROMFS/px4fmu_common/mixers 目录下，定义了控制指令到具体输出通道的映射关系。
添加新机型步骤
添加一个新机型通常需完成以下步骤： 创建机型文件：在 airframes 目录下，新建以未使用数字ID开头的文件（如 80003_my_custom_robot）。
编写配置内容：参考现有类似机型文件，使用 Shell 语法编写配置。务必在文件开头定义 @name, @type, @class 等元数据。
注册机型：修改 airframes 目录下的 CMakeLists.txt 文件，将新机型文件名添加到合适的 ID 范围区域内。
（可选）修改 srcparser.py：如果使用了全新的 @type 或 @class，可能需在 Tools/px4airframes/srcparser.py 中添加映射逻辑。注意 Python 缩进规则，否则会导致编译错误。
生成元数据：在 PX4 源码根目录下执行 make airframe_metadata 命令，生成包含所有机型元数据的 airframes.xml 文件。
编译固件：使用 make [你的飞控目标]（如 make px4_fmu-v6_default）编译固件。
在地面站中显示（可选）：若希望自定义机型在地面站（如 QGroundControl）的机型选择列表中显示，需将生成的 airframes.xml 文件提供给地面站项目并重新编译地面站。
示例：自定义机型片段
- !/bin/sh
- @name My Custom Rover
- @type Differential Rover
- @class Rover
- @maintainer Your Name <your.email@example.com>
- 引用无人车默认配置
. ${R}etc/init.d/rc.rover_defaults
- 设置特定参数
param set-default GND_WHEEL_BASE 0.5 # 设置车轮轴距（米） param set-default GND_SPEED_P 0.3 # 设置速度控制器P增益
- 设置混控器
set MIXER generic_diff_rover set PWM_OUT 1234
• 个人理解与注意事项：
◦ 起步建议：从复制和修改现有相近机型文件开始是最高效的方式。
◦ 参数理解：仔细理解每个参数的意义，错误的参数设置可能导致飞行器控制异常。
◦ 混控器选择：混控器是核心，确保所选混控器与你的硬件布局匹配。
◦ 测试至关重要：任何修改都应在安全环境下充分测试，如仿真环境（Gazebo）。
常见问题与解决
• 编译失败：检查 CMakeLists.txt 中机型注册的格式，以及 srcparser.py 的修改是否符合 Python 缩进规则。
• 地面站不显示机型：确保已执行 make airframe_metadata 并正确更新了地面站的 airframes.xml 文件。
• 参数不生效：确认参数名称正确，且在使用 param set-default 前未在其他地方被覆盖。
总结
PX4 的机型目录是一个通过数字ID和配置文件来管理系统支持的各种飞行器构型的强大且灵活的系统。理解其结构和规则对于进行二次开发或自定义机型至关重要。始终遵循“谨慎修改，充分测试”的原则。
参见
• PX4飞控系统 - PX4系统总体介绍
• PX4混调器配置 - 混调器配置文件详解
• QGroundControl机型配置 - 地面站机型设置指南
注释与参考资料
<references/> 注意：本文基于PX4 v1.13及以上版本编写，不同版本可能存在配置差异。修改前请备份原始文件并查阅对应版本的官方文档。