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PIXHAWK飛控系統(tǒng)（固定翼）二次開發(fā)培訓(xùn)大綱

1基礎(chǔ)部分

PIXHAWK系統(tǒng)介紹：簡述APM、PX4、PIXHAWK之間的歷史變遷關(guān)系，以及平臺間優(yōu)勢和劣勢的比較。

系統(tǒng)架構(gòu)概述：概述PX4源碼組織結(jié)構(gòu)，讓大家從整體對PX4有所感知，了解每個文件的作用。

系統(tǒng)編譯過程：講述系統(tǒng)從上電開始所執(zhí)行的動作，如何由單片機的啟動過渡到操作系統(tǒng)，過渡到應(yīng)用程序，后執(zhí)行啟動腳本。

啟動過程描述：簡述啟動過程中mavlink的啟動、sensor的啟動、算法的啟動等，加深對系統(tǒng)的理解，鋪墊二次開發(fā)。

進程機制uORB：uORB是PX4系統(tǒng)中進程間通信（IPC）的一種機制，在PX4系統(tǒng)掌管著系統(tǒng)中所有的信息流，通過實例教授大家如何使用uORB打通進程間通信。

串級PID簡介：PID是一種簡單而又極美的控制算法，系統(tǒng)中的控制過程使用PID了，而且是串級過程。

系統(tǒng)參數(shù)介紹：對系統(tǒng)級別關(guān)鍵參數(shù)進行解釋說明，如安全開關(guān)，解算帶速，USB的鏈接檢查，日志模式，機架類型等。

2 邏輯理解

功能模塊整體介紹：高屋建瓴的介紹飛控整體數(shù)據(jù)流的執(zhí)行過程，以及模塊間的相互關(guān)系，對飛行控制有個系統(tǒng)的認識和整體的把握。

多冗余設(shè)計：介紹系統(tǒng)冗余設(shè)計的概念，多傳感器的冗余設(shè)計，主副處理器的協(xié)同工作，源碼分析多傳感器的選擇機制。

Commander決策分析：飛行模式的決策部分，結(jié)合源碼學(xué)習(xí)模式切換的后退機制和故障保護策略，了解commander是如何影響姿態(tài)和位置的控制過程。

Navigator之takeoff：梳理navigator，模塊的功能作用，分析數(shù)據(jù)的處理流程，結(jié)合源碼學(xué)習(xí)takeoff的執(zhí)行過程。

Navigator之land：分析數(shù)據(jù)處理流程，結(jié)合源碼學(xué)習(xí)navigator中l(wèi)and的執(zhí)行過程。

Navigator之loiter：分析數(shù)據(jù)處理流程，結(jié)合源碼學(xué)習(xí)navigator中l(wèi)oiter的執(zhí)行過程。

Navigator之missition：分析數(shù)據(jù)處理流程，結(jié)合源碼學(xué)習(xí)navigator中missition的執(zhí)行過程。

3 算法分析

姿態(tài)解算：簡述EKF基礎(chǔ)知識，闡述EKF2融合多傳感器解算姿態(tài)的過程，結(jié)合源碼分析解算過程，說明注意事項。

位置解算：簡述位置坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，梳理EKF2中位置估計的過程，結(jié)合源碼理解算法的實現(xiàn)。

姿態(tài)控制：梳理PX4中固定翼姿態(tài)控制的實現(xiàn)流程，講述手動或自動下姿態(tài)控制響應(yīng)的不同，補充歐拉角速度和機體角速度之間的區(qū)別，結(jié)合源碼學(xué)習(xí)姿態(tài)控制算法實現(xiàn)的過程。

L1控制：講述制導(dǎo)算法基礎(chǔ)知識以及在固定翼位置控制中的應(yīng)用和源碼的實現(xiàn)。

TECS算法：簡述總能量控制算法的理論依據(jù)，以及在固定翼中的應(yīng)用和源碼實現(xiàn)。

位置控制：闡述固定翼源碼中位置控制的實現(xiàn)過程，手動模式的下位置控制、定高模式下的位置控制、定點模式下的位置控制的不同實現(xiàn)過程。

AUTO模式：講述固定翼位置控制源碼中部分AUTO的控制實現(xiàn)，如takeoff在位置控制中的多情況分類處理，以及l(fā)and的復(fù)雜邏輯。

4 實踐嘗試

自定義信息流：利用uorb創(chuàng)建新的msg，鋪墊功能的二次開發(fā)。

NSH調(diào)試：簡述NSH的調(diào)試過程，分析進程的運行頻率。

Log日志分析：簡述系統(tǒng)中兩種Logger的不同，以及初步分析的簡介。

Mixer實踐：闡述Mixer腳本的定義以及PWM輸出配置。