PX4源码开发人员文档(一)——软件架构.doc

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1、软件架构PX4在广播消息网络内，按照一组节点（nodes ）的形式进行组织，网络之间使用像如“姿态”和“位置”之类的语义通道来传递系统状态。软件的堆栈结构主要分为四层:·应用程序接口:提供给app开发人员，使开发人员可以使用ROS  或者DroneAPI。这一接口设计尽可能简洁和扁平，并尽量多的隐藏复杂性。· 应用框架：这是一组核心缺省应用程序（节点），运行核心的飞行控制。· 函数库：这一层包括针对机器核心操作的所有系统函数库和功能·操作系统：最后一层，提供硬件驱动、网络通信、UAVCAN和故障

2、安全（failsafe）系统。内部进程通信（InterProcessCommunication，IPC）PX4 平台的封装提供了跨平台的无锁发布 -订阅模式( publish–subscribepattern) 对象请求处理器。取决于平台/操作系统，完成这个的后端可能是uORB,或者Linux上的ROS/DDS(datadeliveryservice)。封装可扩展，也可作为消息系统提供支持，比如ØMQ 。所有这些后端的共同特点是，它们都允许发送数据到一个像如“位置”这样的语义订阅主题（topic

3、），并使多个接收器跨进程的收到这一数据。IPC性能发布（Publication）到订阅（subscription）之间的延迟：·uORB:23us@168 MHz STM32F4· ROS:TBD·ROS2/DDS:185us@1.6 GHz IntelPentium4and2 GB RAMrunningWindowsXP(details)·ZeroMQ:170us@1.6 GHz IntelPentium4and2 GB RAMrunningWindowsXP(details)安全和保护模型飞

4、行核心与主要应用级处理过程隔离，以确保独立于高层级系统状态的机器核心操作，保持稳定。PX4应用程序框架PX4应用程序框架在所有平台上代码兼容，(比如 Pixhawk/NuttX，又比如， SnapDragon/Linux)，独立并将中间设备作为传输层。节点句柄（NodeHandle）节点句柄是每一个连接到中间设备的发布器（publisher）或者订阅器（subscriber）的核心数据结构（一个节点可以同时是发布器和订阅器）。一个节点是一个逻辑单元，每一个进程都可以有多于一个的节点（虽然这并不是

5、典型的形式）。1.px4::NodeHandle n();  数据结构对于所有相关的中间设备实现，PX4根据储存在“msg”中的定义文件自动生成据结构。发布（publication）通过使用节点句柄通告（advertise）订阅主题（ topic）来创建一个新的发布（publication）。注意这个模板，是订阅主题的数据结构。1.px4::Publisher* rc_channels_pub = n.advertise

6、>()  从这个指向 rc_channels_pub 的句柄的指针，可以用于发布数据1.px4_rc_channels rc_channels_msg;  2.rc_channels_msg.data().timestamp_last_valid= px4::get_time_micros();  3._rc_channels_pub->publish(rc_channels_msg);  订阅（Subscription）通过订阅一个订阅主题创建一个新的发布。注意模板，是订阅主题的数据结构。使用

7、订阅共有三个选择：1.           使用订阅主题的句柄，进行手动复制操作。2.           作为函数的回调（callback），在订阅主题更新时，函数被调用。3.           作为类方法的回调（相当于函数，但是是C++类型的）单纯订阅除非手动调用复制方法，否则数据不会被复制。1.unsigned min_interval =500;  2._sub_rc_chan = _n.subscribe(min_interval);  函数回调每次

8、订阅主题更新，则'rc_channels_callback_function'被调用。[cpp] viewplaincopy1.unsigned min_interval =500;  2._n.subscribe(rc_channels_callback_function, min_interval);  类方法回调相当于前面函数的例子。1._n.subscribe(&SubscriberExample::rc_channel