Pixhawk源码笔记十：代码调度,使之定时运行

PX4源码分析以及思路随笔1PX4源码分析，以及思路随笔。

目录：1.0 环境安装1.1 roll pitch yaw2.1 loop()3.1 fastloop()3.1 .1 read_AHRS()3.1.1.1 ins.update()3.1.2 rate_controller_run()3.1.2.1 _motors.set_roll()(嵌套了rate_bf_to_motor_roll)3.1.3 motors_output()3.1.3.1 update_throttle_filter()3.1.3.2 update_battery_resistance()3.1.3.3 update_lift_max_from_batt_voltage()1.0环境安装1.首先安装px4_toolchain_installer_v14_win.exe，并配置好java 环境（安装jdk，32位）。

2.安装GitHub网站：/dev/docs/building-px4-with-make.html若提示失败，在IE浏览器中打开网页，http变为https，不断尝试。

3.克隆程序（需要翻墙），可能多次失败。

4.从C:\px4\toolchain\msys\1.0内的eclipse批处理文件打开eclipse。

5.按照/dev/docs/editing-the-code-with-eclips e.html从第二张图开始。

注：第二张图位置为ardupilot的位置。

返回目录2.1 loop函数：1.Setup各种初始化，先忽略。

2.初始定义第一个是函数名，第二个单位为赫兹为过多少时间调用一次，第三个单位为微秒，即为最大花费时间。

const AP_Scheduler::Task Copter::scheduler_tasks[] = {SCHED_TASK(rc_loop, 100, 130), /* 控制角 */SCHED_TASK(throttle_loop, 50, 75), /*油门控制*/SCHED_TASK(update_GPS, 50, 200), /* GPS更新*/3.从Loop()开始。

Pixhawk源码笔记一：APM代码基本结构Pixhawk源码笔记二：APM线程Pixhawk源码笔记一：APM代码基本结构，参见：/s/blog_402c071e0102v59r.html这里，我们对APM 线程进行讲解。

如有问题，可以交流30175224@。

新浪@WalkAnt，转载本博客文章，请注明出处，以便更大范围的交流，谢谢。

第三部分 APM线程详细参考：/wiki/learning-ardupilot-threading/对于APM1、APM2硬件板，不支持多线程，所以只能通过简单的定时器加回调函数来实现。

类似PX4和Linux硬件板支持Posix标准的多线程。

线程一般是指基于多任务操作系统的并行任务，我们首先要明白的几个概念如下：1、定时回调2、HAL专属线程3、驱动专属线程4、APM驱动与板级驱动5、板级专属线程、任务6、AP_Scheduler任务调度系统7、信号灯（任务队列互锁用）8、lockless data structures如果你对操作系统运行机制比较了解，那就很好理解了。

1、定时回调The timer callbacks每个飞控平台都提供一个1kHz的定时器（见AP_HAL），通过“注册”一个定时器函数来获取1kHz定时功能。

所有注册的定时器将被顺序调用。

调用形式如下：hal.scheduler->register_timer_process(AP_HAL_MEMBERPROC(&AP_Baro_M S5611::_update));定时器优先级为181，高于主进程的180。

上面代码是以MS5611气压计驱动为例，其中AP_HAL_MEMBERPROC() 宏，主要作用是将一个C++成员函数包装起来，作为一个回调参数。

其定义在AP_HAL_Namespace.h文件中，如下：// macro to hide the details of AP_HAL::MemberProc#define AP_HAL_MEMBERPROC(func) fastdelegate::MakeDelegate(this, func)使用hal.scheduler->millis() and hal.scheduler->micros() 可以记录时间。

时间片轮转调度实验性质：设计建议学时：2学时一、实验目的为EOS调度器添加时间片轮转调度算法，了解常用调度算法。

二、预备知识阅读《EOS实验指南》5.4节。

重点理解EOS当前使用的基于优先级的抢先式调度，调度程序执行的过程和时机，以及时间片轮转调度实现的方法。

三、实验内容3.1准备实验按照下面的步骤准备实验：1.启动OS Lab。

2.新建一个EOS Kernel项目。

3.在"项目管理器”窗口中双击Floppy.img文件，使用FloppylmageEditor工具打开此软盘镜像。

4.将本实验文件夹中的multi.exe文件添加到软盘镜像的根目录中。

5.点击FloppyImageEditor工具栏上的保存按钮，关闭该工具。

3.2阅读multi.exe的源代码在本实验文件夹中找到multi.exe的源代码文件multi.c，使用OS Lab打开此文件，仔细阅读此文件中的源代码。

在阅读的过程中需要注意下面的问题：在main函数中使用ThreadFunction线程函数创建了23个新线程。

这样在该应用程序创建的进程中，算上主线程后就会包括24个线程。

主线程会在控制台的第0行循环输出计数，其它的线程也会在控制台的对应行循环输出计数，这样就可以很方便的观察各个线程执行的情况。

各个线程在向控制台输出时使用“关中断”和“开中断”进行了互斥。

原则上在应用程序中是不能使用“关中断”和“开中断”指令的，这里是为了保证各个线程不进行让权等待，保证实验的效果。

为了保证实验效果，所有的线程（包括主线程）都是死循环。

也就是说所有的线程都不会结束执行。

3.3 执行multi.exe按照下面的步骤执行multi.exe，查看其运行效果：1.按F7生成在3.1中创建的EOS Kernel项目。

2.按F5启动调试。

3.在EOS控制台中输入“ A:\multi.exe ”后按回车。

在multi.exe开始执行后，观察其执行结果（如图1）会发现multi.exe的执行没有体现其源代码的设计意图。

基于Pixhawk飞控的四轴飞行器编队控制分析随着无人机技术的不断发展，无人机编队飞行技术逐渐成为研究热点。

无人机编队飞行技术可以实现多个无人机间的自主协同作战、搜索救援、风力发电等应用，为无人机的实际应用提供了更多可能性。

Pixhawk飞控是一种开源的自动飞行控制器，采用了先进的传感和处理单元，为四轴飞行器编队控制提供了良好的支持平台。

本文将对基于Pixhawk飞控的四轴飞行器编队控制进行分析，探讨其技术原理和应用前景。

一、Pixhawk飞控概述Pixhawk飞控是一种基于PX4开源项目的飞行控制器，具有强大的计算能力和灵活的配置选项。

其主要特点包括高性能的32位处理器、多种传感器的支持、可编程的自动引导方式和开放源代码的设计。

Pixhawk飞控具有较强的鲁棒性和适应性，可以适应各种环境和应用场景的要求。

Pixhawk飞控可以通过预装的固件进行程序升级和配置，用户可以根据实际需求对其进行定制化设置。

Pixhawk飞控还支持多种通信接口，可以与其他设备进行联网通信和数据传输。

这些特点使得Pixhawk飞控成为了无人机编队控制的理想选择。

二、四轴飞行器编队控制技术原理四轴飞行器编队控制是指多个四轴飞行器在空中以一定的规则和方式进行协同飞行，以实现特定的任务目标。

在四轴飞行器编队控制中，需要解决的关键问题包括编队形态的确定、飞行路径的规划、通信协议的设计和飞行器之间的协同控制。

1. 编队形态的确定编队形态是指多个飞行器在空中的相对位置和姿态关系。

常见的编队形态包括直线编队、菱形编队、V字形编队等。

在四轴飞行器编队控制中，需要根据实际任务需求和环境条件确定合适的编队形态，以确保编队飞行的稳定性和安全性。

2. 飞行路径的规划飞行路径规划是指确定多个飞行器在编队飞行中的航迹和航向。

飞行路径规划需要考虑飞行器的动力学特性和空间约束条件，以确保编队飞行的协调性和有效性。

飞行路径规划还需要考虑实时环境信息和通信延迟等因素，以提高编队飞行的适应性和鲁棒性。

PIX/APM飞控入门教程硬件安装1、通过USB接口供电时，如果USB数据处于连接状态，PIX/APM会切断数传接口的通讯功能，所以请不要同时使用数传和USB线连接调试PIX/APM，USB接口的优先级高于数传接口，仅有供电功能的USB线不在此限；2、PIX/APM板载的加速度传感器受震动影响，会产生不必要的动差，直接影响飞控姿态的计算，条件允许请尽量使用一个减震平台来安装PIX/APM主板；3、PIX/APM板载的高精气压计对温度的变化非常敏感，所以请尽量在气压计上覆盖一块黑色海绵用来遮光，以避免阳光直射的室外飞行环境下，光照热辐射对气压计的影响。

另外覆盖海绵，也可以避免飞行器自身气流对气压计的干扰。

使用建议对于初次使用PIX/APM自驾仪的用户来说，建议你分步骤完成PIX/APM的入门使用：1、首先安装地面站控制软件及驱动，熟悉地面站界面的各个菜单功能；2、仅连接USB线学会固件的下载；3、连接接收机和USB线完成PIX/APM的遥控校准、加速度校准和罗盘校准；4、完成各类参数的设定；5、组装飞机，完成各类安全检查后试飞；6、PID参数调整；7、PIX/APM各类高阶应用。

地面站调试软件Mission Planner安装（可以联系我要软件QQ758476239）首先，MissionPlanner的安装运行需要微软的Net Framework 4.0组件，所以在安装Mission Planner之前请先下载Net Flamework 4.0并安装。

安装完NetFramework后开始下载MissionPlanner安装程序包认识Misson Planner的界面安装完MissionPlanner和驱动后，现在可以开始启动Mission Planner主程序了，启动后首先呈现的是一个多功能飞行数据仪表界面新版Misson Planner已将大部分菜单汉化，非常贴合国情。

主界面左上方为八个主菜单按钮，飞行数据实时显示飞行姿态与数据；飞行计划是任务规划菜单；初始设置用于固件的安装与升级以及一些基本设置；配置调试包含了详尽的PID调节，参数调整等菜单；模拟是给APM刷入特定的模拟器固件后，将PIX作为一个模拟器在电脑上模拟飞行使用；终端是一个类似DOS环境的命令行调试窗口，功能非常强大。

10Pixhawk学习笔记PXI Hawk飞控笔记第九章：APM的飞行模式——sw笨笨编写1.飞行模式列表飞行模式（Flight mode），我个人认为就是用来定义操作者与飞行器之间的关系。

每种飞控都提供了许多飞行模式，了解飞行模式可以简化我们的操作，提高任务成功率，降低摔机次数。

注：1）以上列表为方便应用，根据经验理解后编写，并非来自官方资料。

2）中文名称为个人根据经验翻译，不一定准确或符合一贯用法。

2.APM的常用飞行模式详解下面把飞行中常用到的几个飞行模式详细解释一下，本章内容针对APM for PIX进行讲解APM的相关飞行模式，原始资料来自APM 网站，根据个人经验进行翻译整理，如果内容有误请以英文资料为准。

1）Altitude Hold，定高模式A．模式简介：当切换到此模式的时候，飞行器自动保持当前飞行高度，俯仰、横滚和航向则由遥控器控制。

这个模式是很多其他飞行模式的组成部分，非常重要。

B．注意事项：飞控使用气压传感器来控制高度，如果因为天气变化导致气压传感器输出发生变化，飞行器的高度会随之改变。

如果飞行器安装并启动了超声波传感器，当飞行高度降低于26英尺（大约79米）则使用该传感器进行高度控制。

2）Auto mode，自主飞行A．模式简介当切换到此模式，飞行器会按照预先设定的飞行方式和飞行航点自主导航完成整个飞行过程，其中包含自主起飞、航点任务和自主降落。

航点设置可在地面站软件中完成，并需要上传至飞控。

此模式的飞行控制基于Altitude Hold定高模式和Loiter mode巡游模式，所以在使用自主飞行模式之前需要先完成定高模式和巡游模式的调试和飞行。

自主飞行模式图解B．启动该模式如果飞行器从地面进入此模式，飞控需要确认油门为零。

此时切换至Auto mode，上推油门则自主飞行开始，首先进入自主起飞。

如果在飞行中切换进入此模式，则飞行器按照任务规划从第一个任务开始执行。

C．飞行中得操作自主飞行过程中可随时遥控切换进入其他模式，但是再次从其他模式切换回自主飞行后，仍然会从任务规划的第一个任务开始重新执行。

ImageSharp源码详解之JPEG编码原理（1）JPEG介绍最近在看GitHub上的⼀个很⽕的项⽬是：。

这是⼀个纯.net core的图像处理库，没有使⽤其他的任何依赖。

在看这个项⽬过程中激发了我对图像⽂件编码解码的兴趣。

于是从最简单的BMP图像开始看，到GIF格式卡了⼀段时间（主要卡在lzw编码过程和数据块中），到最后的JPEG格式（PNG格式不打算看了），经历了半个⽉时间才梳理出个⼤概。

趁着这个热乎劲，我想写下关于JPEG格式的系列⽂章，⽂章⽬录暂定如下：ImageSharp源码详解之JPEG压缩原理（4）量化ImageSharp源码详解之JPEG压缩原理（6）C#源码解析及调试技巧1.JPEG介绍JPEG（Joint Photographic Experts Group）是联合图像专家⼩组的英⽂缩写。

它由国际电话与电报咨询委员会CCITT（The International Telegraph and Telephone Consultative Committee）与国际标准化组织ISO于1986年联合成⽴的⼀个⼩组，负责制定静态数字图像的编码标准。

⼩组⼀直致⼒于标准化⼯作，开发研制出连续⾊调、多级灰度、静⽌图像的数字图像压缩编码⽅法，即JPEG算法。

JPEG算法被确定为国际通⽤标准，其适⽤范围⼴泛，除⽤于静态图像编码外，还推⼴到电视图像序列的帧内图像压缩。

⽽⽤JPEG算法压缩出来的静态图⽚⽂件称为JPEG⽂件，扩展名通常为*.jpg、*.jpe*.jpeg。

JPEG专家组开发了两种基本的压缩算法、两种数据编码⽅法、四种编码模式。

具体如下：压缩算法：1有损的离散余弦变换（Discrete Cosine Transform，DCT）；2 ⽆损的预测技术压缩。

数据编码⽅法：1哈夫曼编码；2算术编码；编码模式：1基于DCT顺序模式：编/解码通过⼀次扫描完成；2基于DCT递进模式：编/解码需要多次扫描完成，扫描效果从粗糙到精细，逐级递进；3⽆损模式：基于DPCM，保证解码后完全精确恢复到原图像采样值；4层次模式：图像在多个空间多种分辨率进⾏编码，可以根据需要只对低分辨率数据作解码，放弃⾼分辨率信息。

飞行模式中文意思：0:Stabilize自稳,1:Acro特技,2:AltHold定高,3:Auto自动,4:Guided引导,5:Loiter留待(常叫悬停),6:RTL返航,7:Circle绕圈,9:Land降落,11:Drift飘移,13:Sport运动,14:Flip翻转,15:AutoTune自动调参,16:PosHold定点,17:Brake暂停M:Copter中有14种飞行模式可供选择，有10种是常用的。

你可以按照下列流程进行设定：1.打开你的遥控发射机2·连接APM/PX4至Mission Planner3·进入Initial Setup（初始设置）> Mandatory Hardware（必备硬件）> Flight Modes（飞行模式）界面·注意下，切换发射机的飞行模式开关（通道5），绿色高光就会移动到不同的位置。

·使用每行的下拉菜单选择飞行模式应用到这个开关位置上，确保至少有一个开关位置是给自稳的。

·而且可以为这个开关位置选中简单模式复选框。

如果使用的是AC3.1或更新版本，你也可以设为超简单模式。

如果简单模式和超简单模式同时被选中，那么会使用超简单模式。

建议第一次使用不要打开简单模式或者超简单模式，设置不好飞机会自旋！·当完成时点击“保存模式”按钮。

飞行模式注解1、稳定模式Stabilize稳定模式是使用得最多的飞行模式，也是最基本的飞行模式，起飞和降落都应该使用此模式。

此模式下，飞控会让飞行器保持稳定，是初学者进行一般飞行的首选，也是FPV第一视角飞行的最佳模式。

一定要确保遥控器上的开关能很方便无误地拨到该模式，应急时会非常重要。

2、比率控制模式Acro这个是非稳定模式,这时apm将完全依托遥控器遥控的控制，新手慎用。

3、定高模式ALT_HOLD定高模式(AltHold)是使用自动油门，试图保持目前的高度的稳定模式。

PIXHAWK飞控概览Pixhawk飞控的技术规格、接⼝分配、PWM，PPM-SUM和SBUS模式下的舵机与电调的连接⽅法、接⼝图，和与其他常见飞控的区别与选择。

技术规格处理器32位 STM32F427 ARM Cortex M4 核⼼外加 FPU（浮点运算单元）168 Mhz/256 KB RAM/2 MB 闪存32位 STM32F103 故障保护协处理器传感器Invensense MPU6000 三轴加速度计/陀螺仪ST Micro L3GD20 16位陀螺仪ST Micro LSM303D 14位加速度计/磁⼒计MS5611 MEAS ⽓压计电源良好的⼆极管控制器，带有⾃动故障切换舵机端⼝7V⾼压与⾼电流输出所有的外围设备输出都有过流保护，所有的输⼊都有防静电保护接⼝5个UART串⼝，1个⽀持⼤功率，两个有硬件流量控制Spektrum DSM/DSM2/DSM-X 卫星输⼊Futaba SBUS输⼊（输出正在完善中）PPM sum 信号RSSI（PWM或者电压）输⼊I2C, SPI, 2个CAN, USB3.3 与 6.6 ADC 输⼊尺⼨重量 38g宽 50 mm⾼ 15.5 mmPixhawk将PX4-FMU控制器与PX4-IO集成到了⼀块电路板上，除此之外还有额外的IO、内存和其他特性。

Pixhawk是⼀款货真价实的第三代飞⾏控制系统(APM -> PX4 -> Pixhawk)。

它针对我们的飞⾏导航软件做了⾼度优化以实现对飞⾏器的控制与⾃动飞⾏。

它的性能⽬前有充⾜的富余，因此在未来的⼏年内Pixhawk系统都可以继续有效使⽤。

Nuttx实时操作系统对各种⾃主模型都可以实现⾼性能、⾼灵活性与⾼可靠性的控制。

类似于Unix/Linux，集成了多线程和Lua 任务脚本与飞⾏⾏为的编程环境提供了强⼤的开发潜⼒。

有⼀个定制的PX4驱动层确保所有进程密集运⾏。

⽬前的APM和PX4⽤户可以⽆缝切换⾄Pixhawk系统，这⼤⼤降低了新⽤户的⼊门门槛。