二、PX4和Pixhawk

PX4是一个软硬件开源项目，目的在于为学术、爱好和工业团体提供一款低成本、高性能的高端自驾仪。这个项目源于苏黎世联邦理工大学的计算机视觉与几何实验室、自主系统实验室和自动控制实验室的Pixhawk项目。PX4FMU自驾仪模块运行高效的实时操作系统（RTOS），Nuttx提供可移植操作系统接口类型环境。软件可以使用USB bootloader更新。PX4通过MAVLink同地面站通讯，兼容QGroundControl和MissionPlanner，软件全部开源，遵守BSD协议。
Pixhawk飞控是PX4飞控的升级版本，由3DR联合APM小组与PX4小组于2014年推出，拥有PX4和APM两套固件和相应的地面站软件。它突破性地采用了整合硬件浮点运算核心的Cortex-M4的单片机作为主控芯片，内置三轴磁场传感器并可以外接一个三轴磁场传感器，同时可外接一主一备两个GPS传感器，在故障时自主切换。基于其高速运算的核心和浮点算法，Pixhawk使用最先进的定高算法，可以仅凭气压高度计便将飞行器高度固定在1米以内。它支持目前几乎所有的飞机类型，拥有多种飞行模式，支持全自主航线、关键点围绕、鼠标引导等高级飞行模式，并能够完成自主调参。Pixhawk飞控的开放性非常好，几百项参数全部开放，因此也成为院校教育的主流硬件。
当然，开源飞控技术还在不断发展。截至到2020年，Pixhawk系列飞控已经发展了将近8年，中间产生了很多代Pixhawk飞控。

1、第一代（2012年）

第一代，这也是实验性质的一代，分上下两层结构，一层叫“PX4 FMU”，包含了主控芯片和传感器，另一层叫“PX4 IO”，包含了IO MCU和各个对外接口，没有外壳。

PX4 飞控
第一代有一个划时代的意义，那就是将开源无人机硬件从“AVR单片机”时代带入了“STM32”时代，并且起步就是当时比较新的“STM32F4”系列，使得飞控硬件性能有了很大提升，从此一些先进且复杂的算法开始在开源飞控中大量出现。

2、第二代（2013年）

它就是Pixhawk，将PX4 FMU和PX4 IO两个板子也合成了一个板子，主控芯片是STM32F427VIT6，传感器是L3GD20、MPU6000、LSM303D、MS5611，同时支持APM固件和PX4固件。有了外壳，商品化做的很好，电路设计也不错，很有借鉴意义。

Pixhawk飞控

3、第三代（2015年）

这一代飞控取名“Pixhawk2”，主控芯片还是使用了STM32F427，但是传感器增加了一个MPU9250（集三轴磁罗盘、三轴陀螺、三轴加速度计为一体），因此传感器从双备份变为了三重备份。

4、第四代（2015年）

这一代飞控的主要代表是“Pixracer”，是在之前的基础上，将IO MCU删掉，各个接口直接从主控MCU上引出，从而飞控可以做的很小，即使是较小的穿越机上也可以放下。

5、第五代（2018年）

这又是一个升级比较大的一代，统称“FMUv5”，主控芯片从STM32F4系列单片机提升到了STM32F7系列单片机，主频提升到216MHz，拥有更大的Flash，固件大小的限制进一步减小，同时RAM也增加了不少，可以运行更加复杂的算法。截止到现在（2020年），多个飞控卖家已经推出了各自基于“FMUv5”架构的各具特色的飞控硬件。经过两年的发展，APM固件针对这种以STM32F7为主控芯片的飞控硬件的适配已经非常完善，二者配合达到了一个比较稳定的状态，因此，在预算足够的情况下，建议大家首选这一代飞控，从而在性能上为接下来的5年留足余量；如果预算不充足，原版Pixhawk依然是一个非常不错的选择；但以AVR单片机为主控的APM2.8这种硬件，不建议购买。

6、第六代（2019年）

从2019年后半年到2020年上半年，以STM32H7系列单片机为主控芯片的飞控开始逐步进入测试阶段，这一代飞控统称“FMUv6”，STM32H7系列单片机主频为400MHz，比STM32F7提升了将近1倍。
目前，V5（即第五代）、X7（即第六代）等飞控已成为市场主流。本课程以广州雷迅创新科技股份有限公司（CUAV）的V5 nano为典型开源飞控进行详细介绍。