控制与估计算法

PX4 的性能核心在于其稳健的状态估计和精确的控制算法。

状态估计 (EKF2)

PX4 默认使用 EKF2 (Extended Kalman Filter) 算法：

• 融合数据：陀螺仪、加速度计、磁力计、GPS、气压计、测距仪、视觉里程计。
• 输出：3D 位置、速度、姿态、陀螺仪偏差估计等。

姿态与位置控制

采用经典的串级 PID 控制器：

• 外环：角度/位置控制，生成期望的速率/速度。
• 内环：角速率/速度控制，生成期望的推力或扭矩。
• 特性：支持增益调优（Tuning），以适配不同尺寸和惯量的机架。

飞行模式 (Flight Modes)

PX4 提供多种控制抽象级别：

• 手动模式 (Manual)：完全由飞行员摇杆控制。
• 定高模式 (Altitude)：自动维持高度，手动控制水平位置。
• 定点模式 (Position)：松开摇杆后自动悬停在当前坐标。
• 任务模式 (Mission)：按照预设的 Waypoints 自动执行航线。
• Offboard 模式：接受来自机载电脑（如 ROS 节点）的外部控制指令。