ArduPilot 第1章软件架构

axzg

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于 2024-02-18 15:12:35 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/zhanggeng0101/article/details/136150955

ArduPilot 第1章软件架构

本文主要分享ArduPilot的分享也会从系统到模块的架构和原理。
参考文章
https://zhuanlan.zhihu.com/p/646716446?utm_id=0

商用-ArduPilot开源飞控系统之简单介绍_ardupilot飞控
http://www.360doc.com/content/23/0905/03/1676247_1095258442.shtml

Ardupilot代码学习笔记
https://blog.youkuaiyun.com/PENG__WANG/article/details/120182354

一.ArduPilot系统组成

Ardupilot主要组成：
1.Vehicle应用层，
比如
多旋翼（ArduCopter）
固定翼（ArduPlane）
小车（Rover）
2. 库
比如
硬件抽象层（AP_HAL）
传感器驱动（AP_InertialSensor）
传感器融合（AP_NavEKF/2/3）
电机混控输出（AP_Motors）
日志库（AP_Logger）
3. 第三方模块
比如·
RTOS（ChibiOS）
CAN协议层（DroneCAN）
MAVLINK协议层
DDS库（Micro-XRCE-DDS-Client）
构建工具（waf）
地面站软件：Mission Planner/APM Planner 2.0/QGroundControl
4.标准协议：MAVLink/UAVCAN
5.SDK、工具：MAVProxy/DroneKit
6.遥控接收机 + 遥控器
7.外部传感器（GPS/Compass/Lidar etc）
8.维测工具（调试工具，配置工具）
9.视频系统（单独拎出来，其实视频/照片都是摇杆的一部分

二.ArduPilot代码结构

ArduPilot的基本结构分为5个主要部分：
设备代码（AntennaTracker/ArduCopter/ArduPlane/ArduSub/Rover/Blimp）
共享库
硬件抽象层
工具目录
外部支持代码（即mavlink、dronekit）

.(工程目录结构)
├── AntennaTracker
├── ArduCopter
├── ArduPlane
├── ArduSub
├── Rover
├── Blimp
├── libraries
├── modules
└── Tools
注：MAVLink作为一种标准协议，将飞控从系统中独立出来，完成最为基本的飞行控制动作
请添加图片描述

ArduPilot采用的是将功能模块封装成类，再由具体的应用实例化需要的功能模块类，完成具体的功能。
模块间的数据传递依靠函数传参和类指针完成。这样的方式非常灵活，可以比较方便完成复杂操作。

ArduPilot原本是基于Arduino开发的UAV项目，沿用了Arduino的基本框架，最为直观的是应用的setup()和loop()接口。
setup()完成应用的初始化，loop()是应用循环执行函数。

三.ArduPilot函数

1.调用主函数

\ardupilot\ArduCopter\Copter.cpp

AP_HAL_MAIN_CALLBACKS(&copter);

2.系统main函数
以ChibiOS系统举例，在libraries/AP_HAL/AP_HAL_Main.h 中定义了系统的main函数，这里调用了硬件抽线层的run函数。

#define AP_HAL_MAIN() \
    AP_HAL::HAL::FunCallbacks callbacks(setup, loop); \
    extern "C" {
     
                                    \
    int AP_MAIN(int argc, char* const argv[]); \
    int AP_MAIN(int argc, char* const argv[<