PX4

Кратко

PX4 — открытый автопилот, наряду с ArduPilot определяющий облик открытой беспилотной экосистемы. Родился как исследовательский проект ETH Zürich, сегодня развивается под эгидой Dronecode Foundation (Linux Foundation). Распространяется под разрешительной лицензией BSD-3 — её выбирают производители, встраивающие автопилот в коммерческие продукты без обязательства открывать свой код.

Для чего используется

  • коммерческие аппараты: разрешительная лицензия и стандартизованное железо (Pixhawk);
  • исследования и университеты: модульная архитектура удобна для экспериментов с алгоритмами;
  • аппараты всех основных схем: мультироторы, самолёты, VTOL, наземные и надводные;
  • проекты с бортовым компьютером: связка с ROS 2 и компьютерным зрением.

Как работает

Архитектура PX4 подчёркнуто модульная. Прошивка работает поверх встраиваемой ОС реального времени NuttX (на контроллерах STM32) или на Linux; внутри автопилот состоит из независимых модулей — драйверы сенсоров, оценка состояния (EKF2), контуры управления, коммандер режимов. Модули обмениваются через внутреннюю шину публикации/подписки uORB: каждый публикует свои данные (например, «оценка ориентации»), другие подписываются. Такую систему легко расширять — новый алгоритм подключается как ещё один модуль.

Внешний мир взаимодействует с PX4 несколькими путями:

  • наземные станции — по MAVLink; станция по умолчанию — QGroundControl;
  • приложения — через MAVSDK: высокоуровневые библиотеки для управления аппаратом из своего кода;
  • робототехнические стеки — мост в ROS 2, открывающий доступ к топикам автопилота из узлов ROS;
  • симуляция — SITL с Gazebo и другими симуляторами: полная отработка миссий без железа.

Полётные режимы аналогичны ArduPilot по сути (ручные, ассистированные, автономные), отличаясь названиями и логикой переключения; failsafe покрывает потерю связи, GNSS и низкий заряд.

Основные компоненты

  • прошивка с модульной архитектурой поверх NuttX/Linux;
  • EKF2 — оценка состояния; uORB — внутренняя шина;
  • профили аппаратов (airframes) под типовые схемы;
  • MAVSDK, мост ROS 2, SITL-симуляция;
  • экосистема Dronecode: QGroundControl, стандарты Pixhawk, MAVLink.

Примеры

  • Серийные коммерческие мультироторы на PX4 + Pixhawk.
  • Исследовательский аппарат: PX4 + бортовой компьютер с ROS 2 и визуальной навигацией.
  • Разработка алгоритма посадки в Gazebo-симуляции до первого реального полёта.

Связанные темы

Источники

  • PX4 User Guide — архитектура, uORB, режимы, MAVSDK, ROS 2, симуляция.

Обновлено: 2026-07-05