隨著無人機行業的發展，無人機在影視航拍、地理勘察、公共安全等領域有著不同程度的發揮。而說起無人機，最為核心的技術之一莫過于飛控技術，它的技術發展，影響著無人機姿態穩定和控制、無人機任務設備管理和應急控制。
目前市場上常用的飛控，包括開源飛控和閉源飛控。由于閉源飛控開發者有限，我們這里就重點為大家介紹一下開源飛控。所謂開源飛控就是建立在開源思想基礎上的飛行自主控制器項目(Open Source AutoPilot)，同時包含開源軟件和開源硬件，而軟件則包含飛控硬件中的固件和地面站軟件。
一、開源飛控發展
第一代開源飛控系統使用Arduino或其他類似開源電子平臺為基礎，擴展連接各種MEMS傳感器，能夠讓無人機能平穩地飛起來。主要特點是模塊化和可擴展能力。
第二代開源飛控系統大多擁有自己的開源硬件、開發環境和社區，采用全集成的硬件架構。主要特點是高度集成、高可靠，其功能已經接近商業自動駕駛儀。
第三代開源飛控系統將會在軟件、人工智能以及云應用方面進行革新。加入集群飛行、圖像識別、自主避障、自動跟蹤飛行等高級飛行功能，向機器視覺、集群化、開發過程平臺化的方向發展。
二、開源飛控介紹
Arduino飛控
Arduino 是最早的開源飛控，由Massimo Banzi、David Cuartielles、Tom Igoe、Gianluca Martino、David Mellis 和 Nicholas Zambetti于2005年在意大利交互設計學院合作開發而成。Arduino公司首先為電子開發愛好者搭建了一個靈活的開源硬件平臺和開發環境，用戶可以從Arduino官方網站取得硬件的設計文檔，調整電路板及元件，以符合自己實際設計的需要。
Arduino可以通過與其配套的Arduino IDE軟件查看源代碼并上傳自己編寫的代碼，Arduino IDE使用的是基于C語言和C++的Arduino語言，十分容易掌握，并且Arduino IDE可以在Windows、Macintosh OSX和Linux三大主流操作系統上運行。
隨著該平臺逐漸被愛好者所接受，各種功能的電子擴展模塊層出不窮，其中最為復雜的便是集成了MEMS傳感器的飛行控制器。為了得到更好的飛控設計源代碼，Arduino公司決定開放其飛控源代碼，他們開啟了開源飛控的發展道路。著名的開源飛控WMC和APM都是Arduino飛控的直接衍生產品，至今仍然使用Arduino開發環境進行開發。
APM飛控
APM(ArduPilotMega)是在2007年由DIY無人機社區(DIY Drones)推出的飛控產品，是當今最為成熟的開源硬件項目。APM基于Arduino的開源平臺，對多處硬件做出了改進，包括加速度計、陀螺儀和磁力計組合慣性測量單元(IMU)。由于APM良好的可定制性，APM在全球航模愛好者范圍內迅速傳播開來。通過開源軟件Mission Planner，開發者可以配置APM的設置，接受并顯示傳感器的數據，使用google map 完成自動駕駛等功能，但是Mission Planner僅支持windows操作系統。
目前APM飛控已經成為開源飛控成熟的標桿，可支持多旋翼、固定翼、直升機和無人駕駛車等無人設備。針對多旋翼，APM飛控支持各種四、六、八軸產品，并且連接外置GPS傳感器以后能夠增穩，并完成自主起降、自主航線飛行、回家、定高、定點等豐富的飛行模式。APM能夠連接外置的超聲波傳感器和光流傳感器，在室內實現定高和定點飛行。
PX4和PIXHAWK
PX4是一個軟硬件開源項目(遵守BSD協議)，目的在于為學術、愛好和工業團體提供一款低成本、高性能的高端自駕儀。
這個項目源于蘇黎世聯邦理工大學的計算機視覺與幾何實驗室、自主系統實驗室和自動控制實驗室的PIXHawk項目。PX4FMU自駕儀模塊運行高效的實時操作系統(RTOS)，Nuttx提供可移植操作系統接口(POSIX)類型的環境，軟件可以使用USB bootloader更新。
PX4通過MAVlink同地面站通訊，兼容的地面站有QGroundControl和Mission Planner，軟件全部開源且遵守BSD協議。
由3DR聯合APM小組與PX4小組于2014年推出的PIXHawk飛控是PX4飛控的升級版本，擁有PX4和APM兩套固件和相應的地面站軟件。該飛控是目前全世界開源飛控產品中硬件規格最高的產品，也是當前愛好者手中最炙手可熱的產品。
PIXHawk擁有168MHz的運算頻率，并突破性地采用了整合硬件浮點運算核心的Cortex-M4的單片機作為主控芯片，內置兩套陀螺和加速度計MEMS傳感器，互為補充矯正，內置三軸磁場傳感器并可以外接一個三軸磁場傳感器，同時可外接一主一備兩個GPS傳感器，在故障時自動切換。
基于其高速運算的核心和浮點算法，PIXHawk使用最先進的定高算法，可以僅憑氣壓高度計便將飛行器高度固定在1米以內。它支持目前幾乎所有的多旋翼類型，甚至包括三旋翼和H4這樣結構不規則的產品。它使飛行器擁有多種飛行模式，支持全自主航線、關鍵點圍繞、鼠標引導、“FollowMe”、等高級的飛行模式，并能夠完成自主調參。
PIXHawk飛控的開放性非常好，幾百項參數全部開放給玩家調整，靠基礎模式簡單調試后亦可飛行。PIXHawk集成多種電子地圖，愛好者們可以根據當地情況進行選擇。
Openpilot
OpenPilot是由OpenPilot社區于2009年推出的自動駕駛儀項目，旨在為社會提供低成本但功能強大的穩定型自動駕駛儀。這個項目由兩部分組成，包括OpenPilot自駕儀與其相配套的軟件。其中，自駕儀的固件部分由C語言編寫，而地面站則用C++編寫，并可在Windows、Macintosh OSX和Linux三大主流操作系統上運行。
OpenPilot的最大特點是硬件架構非常簡單，從它目前擁有的眾多硬件設計就可以看出其與眾不同之處。官方發布的飛控硬件包括CC、CC3D、ATOM、Revolution、Revolution nano等，衍生硬件包括Sparky、Quanton、REVOMINI等，甚至包含直接使用STM32開發板擴展而成的FlyingF3、FlyingF4、DescoveryF4等，其中CC3D已經是300mm以下軸距穿越機和超小室內航模的首選飛控，而DiscoveryF4被大量用于愛好者研究飛控，Quanton更是成為了Taulabs的首選硬件。
Multiwiicopter
Multi Wii Copter(MWC)飛控是一款典型的Arduino衍生產品，是專為多旋翼開發的低成本飛控，它完整地保留了Arduino IDE開發和Arduino設備升級和使用的方法。由于成本低、架構簡單、固件比較成熟，因此該飛控在國內外擁有大量愛好者。除了支持常見的四、六、八旋翼以外，該飛控的最大特點是支持很多奇特的飛行器類型，比如三旋翼、阿凡達飛行器(BIcopter avatar style)、Y4型多旋翼(其中兩軸為上下對置)等，使得該飛控的開發趣味性較強，容易博得大家的喜愛。
KK飛控
KK飛控是源于韓國的一款開源飛控項目，也是第一種廣為大眾接受的多旋翼飛控，在開源飛控發展的初期，該飛控的橫空出世對整個四旋翼行業是一種震撼。
該飛控只使用三個成本低廉的單軸陀螺，配合一臺最簡單的四通道遙控設備，就能控制常見的三、四、六旋翼飛行器，并且支持“十字”型，X型、H型和上下對置等多種布局。該飛控使用三個可調電阻調整感度作為調參方法，保留了早期航模陀螺儀的特征。作為多旋翼飛控起始的重要見證，這款“古董”級經典飛控，依然擁有眾多玩家。
Paparazzi
Paparazzi(PPZ)是一個軟硬件全開源的項目，它始于2003年，開發目標是建立一個配置靈活且性能強大的開源飛控項目。PPZ的一大特點是，該開源飛控方案中除了常見的飛控硬件、飛控軟件和地面站軟件之外，還包含地面站硬件，包括各種調制解調器、天線等設備。從功能上講，PPZ已經接近一個小型的無人機系統了。
該開源項目的另一個特點是采用ubuntu操作系統，它將全部地面站軟件和開發環境集成于該系統下，官方稱之為Live CD。一張CD加飛控硬件就可完成從開發到使用的全部工作。
PPZ目前最流行的硬件版本是Paparazzi(PPZ)Lisa/Mv2.0。該硬件擁有大量的擴展接口，并且使用可擴展的單獨的IMU傳感器板。這也是早期開源飛控比較流行的做法，這樣可以像DIY臺式計算機那樣，隨著傳感器升級而不斷升級IMU硬件。
?