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本文是《从零开始学 PX4：无人机开发全流程实战》系列第一篇，带你迈出无人机飞控开发的第一步。适合零基础、有嵌入式/C++背景的开发者。
✈️ 一、PX4 是什么？
PX4 是一套开源的飞控系统（Flight Control System），适用于多种类型的无人机与机器人。它不仅仅是一个固件，而是一个完整的无人系统开发生态，包括飞控软件、仿真平台、通信协议、地面站和开发工具链。
📌 PX4 的组成：
✅ PX4-Autopilot：飞控固件主仓库（C++ 开发）
✅ QGroundControl：图形化地面站，便于调参与监控
✅ MAVLink：轻量级通信协议
✅ Gazebo / jMAVSim：仿真模拟器
✅ MAVSDK / MAVROS：无人机接口（支持 Python / C++ / ROS）
顶层软件架构
下面的架构图对 PX4 的各个积木模块以及各模块之间的联系进行了一个详细的概述。 图的上半部分包括了中间件模块，而下半部分展示的则是飞行控制栈的组件。
🧠 二、PX4 能做什么？
PX4 不只是“让无人机飞起来”，它支持多种控制任务，包括自动起降、路径规划、避障、返航、GPS 跟踪等。
能力说明自动飞行自动起飞、巡航、返航、降落多平台支持多旋翼、固定翼、VTOL、水下无人机等传感器驱动支持 GPS、IMU、激光雷达、光流等自主任务路径规划、任务队列、自主决策数据通信与 QGC/MAVSDK/MAVROS 实时通信模块拓展支持自定义飞行逻辑、传感器、算法模块开发
🆚 三、PX4 vs ArduPilot 区别
两者都是开源飞控，但 PX4 更偏向现代架构与科研开发，而 ArduPilot 更成熟，广泛用于商用系统。
对比项PX4ArduPilot核心语言C++C通信协议MAVLinkMAVLink地面站QGroundControlMission Planner编程架构模块化，uORB 发布订阅调度式循环框架学术友好度高一般仿真支持Gazebo、jMAVSim、AirSimSITL、自研仿真器
🧩 四、PX4 架构全景图
PX4 拥有模块化、层次化的系统架构。核心通信机制是 uORB（一种发布/订阅系统），实现了模块间解耦。
[QGroundControl] ⇄ MAVLink ⇄ [PX4-Autopilot]
↑ ↓
MAVSDK / MAVROS 飞控模块（Commander / Navigator）
↓
传感器驱动 / 电机控制
📌 核心模块包括：
Commander：飞行模式状态机
Navigator：航线导航逻辑
Firmware：飞控主循环逻辑
WorkQueue：任务调度线程池
🎯 五、谁应该学习 PX4？
PX4 是开源、免费、现代化的飞控平台，非常适合以下人群：
类型场景学生毕业设计、无人机竞赛、课程项目嵌入式开发者希望参与飞控系统、自动驾驶控制等ROS/AI 工程师用于整合路径规划、视觉算法等飞控厂商需要二次开发、加装传感器、定制任务爱好者DIY 飞行器、地面站、自动控制系统
🧰 六、入门准备清单
项目推荐操作系统Ubuntu 22.04 LTS开发语言C++（核心），Python（脚本），Bash工具链Git、VSCode、QGroundControl、Gazebo开发板Pixhawk 4 / 6C / Holybro / CUAV 等网络资源国内网络建议配置镜像或 GitHub 加速
🔜 下一篇预告
下一篇我们将带你进入实战部分：
🛠️如何从零开始搭建 PX4 开发与仿真环境（Ubuntu 22.04）
👉 包括工具安装、PX4 编译、Gazebo 仿真运行、常见报错解决。