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PX4代码解析(1)

2023-05-16

前言

做pixhawk飞控有一段时间了，但在学习过程中遇到许多困难，目前网上找不到比较完整的PX4学习笔记，我打算结合自己理解，写写自己对PX4源码的理解，不一定对，只是希望与各位大佬交流交流，同时梳理一下无人机知识。
目前打算分享以下几个内容：代码架构；通信协议；姿态解算算法，控制算法。先这样，后面想到再加。本章先来聊聊px4代码结构

一、代码整体结构

既然要聊px4代码结构，那就先把px4代码结构图放出来,因为px4源码仍然在不断更新迭代，因此老版本与新版本目录结构可能有些不同，我的代码解析参考版本为V1.11。
在这里插入图片描述刚开始接触PX4源码时，一看这么多目录，当时心态就崩了。但不要紧张，其中有大部分文件夹对我们初学者来说是用不到的，最主要的文件如下表

目录作用
src功能源代码，包含所有控制相关的功能代码
build编译目标目录，包含程序源代码编译后生成的编译选项，目标文件，中间文件等
cmake编译配置文件，存放PX4项目编译相关的配置
platforms存放飞控程序运行平台代码
msg内部通信接口，用来存放内部通信的消息文件
Mavlink外部通信接口，存放mavlink协议所用头文件
ROMFSROM文件系统，飞控程序启动相关配置以及不同机型的混合控制文件
Tools存放仿真及与其他软件使用的工具脚本

以上便是PX4源码常用目录的作用，下面我先介绍最重要的文件夹src，文件夹会后续在详细讲解。

二、src文件夹解析

src文件夹可谓是PX4项目的精华，其中包含了无人机算法的所有实现，src文件夹中的内容分为以下6个部分
在这里插入图片描述(1).drivers文件夹
包含飞控程序中所有的驱动程序，其文件夹内容如下：
在这里插入图片描述
模块功能从模块命名很容易看出，例如px4io是负责FMU与IO通信；gps就是gps定位模块；这些模块根据命名就可以知道其作用，这里不在过多描述
(2).include文件夹
该文件夹主要包括飞控程序所包含的头文件
(3).lib文件夹
包含很多公共算法函数与数学工具函数，部分模块具体功能如下表

模块名称功能
airspeed空速计算
mathlib数学函数库
matrix矩阵计算
battery电源功能
controllib控制算法
conversion旋转转换
EKF扩展卡尔曼滤波
rc遥控器协议解析

(4).modules文件夹
包括无人机相关上层应用的控制模块，如导航，规划，地面站通信，命令执行等内容

(5).platforms文件夹
定义与运行平台相关头文件，实现工作队列，多进程，多线程等相关系统特性

(6).systemcmd文件夹
文件夹实现了多个系统命令，飞控采用系统为nuttx，后续会详细介绍

(7).examples文件夹
PX4官方提供的一些学习的例子

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PX4

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