MAVROS

適用於相容 MAVLink 之自動駕駛儀（PX4、ArduPilot）的 ROS 閘道

授權條款

BSD 3-Clause, GPL 3.0, LGPL 3.0

三重授權：BSD-3-Clause / GPLv3 / LGPLv3。使用者可從三種授權中任選其一。

概述

MAVROS 是官方的 ROS/ROS2 套件，將 MAVLink 協定橋接到 ROS 生態系，讓以 ROS 為基礎的系統能與 PX4、ArduPilot 等相容 MAVLink 的自動駕駛儀通訊。它提供用於遙測、航點導航、參數管理與致動器控制的 ROS 主題、服務與動作。MAVROS 是任何以 ROS 為基礎之無人機或無人載具專案的基礎設施——基本上就是自主飛行軟體與自動駕駛儀硬體之間的標準介面層。

MAVROS 是適用於 MAVLink 自動駕駛儀的官方 ROS 通訊節點，是 ROS 生態系與執行 PX4 或 ArduPilot 之飛行控制器之間的標準橋樑。它將 MAVLink 訊息轉換為 ROS 主題、服務與動作，提供遙測、GPS、慣性量測單元（IMU）、電池狀態與飛行模式的存取，並支援解鎖、起飛、航點導航與 offboard 控制等指令。

此專案由數個套件組成：核心 mavros 節點；mavros_extras，提供視覺姿態估測與相機控制等額外外掛；libmavconn，用於 ROS 之外的 MAVLink 通訊；mavros_msgs，定義訊息與服務；以及用於 SITL 測試的 test_mavros。它負責處理座標框架之間的座標轉換，並使用 GeographicLib 在自動駕駛儀與 ROS 參考框架之間正確轉換高度。

MAVROS 自 2014 年開始開發，目前同時支援 ROS 1 與 ROS 2，是無人機社群中使用最廣泛的 MAVLink-ROS 介面。它支援 MAVLink 2.0，採用 GPL/LGPL/BSD 三重授權，並持續積極維護，每年提交超過 200 次。

為何重要

MAVROS 是 ROS 生態系與 MAVLink 自動駕駛儀之間的標準橋樑，對於任何結合以 ROS 為基礎的感知與規劃，以及 PX4 或 ArduPilot 飛行控制器的研究或商用無人機系統而言，都是不可或缺的元件。歷經十年的開發，它已成為 ROS 社群中自主無人機應用的事實標準介面。

解決的問題

自主無人機系統通常使用 ROS 進行高階感知與決策，但仰賴 MAVLink 飛行控制器（PX4、ArduPilot）進行低階飛行控制。MAVROS 將 MAVLink 訊息轉換為 ROS 主題、服務與動作，填補了這道落差，讓兩個生態系無需自訂協定處理即可順暢通訊。

重點

• 官方的 MAVLink 至 ROS 閘道，同時支援 ROS 1（Noetic）與 ROS 2
• 提供 ROS 主題，傳遞來自自動駕駛儀的遙測、GPS、慣性量測單元（IMU）、電池與狀態資料
• 透過 MAVLink 協定同時支援 PX4 與 ArduPilot 飛行軟體堆疊
• 包含 mavros_extras，提供視覺姿態估測與相機控制等額外外掛
• 使用 GeographicLib 在 AMSL（FCU）與 WGS84（ROS）框架之間正確轉換高度

適用對象

• 以 ROS 建構自主無人機系統的無人機研究人員
• 將機載電腦與飛行控制器整合的 PX4 與 ArduPilot 開發者
• 在無人機上部署感知流程的電腦視覺工程師
• 使用 ROS 進行任務規劃與自主控制的商用無人機公司

限制

• 與 MAVLink 協定緊密耦合——無法用於非 MAVLink 的飛行控制器
• ROS 2 支援（v2.x）較新，社群資源可能比 ROS 1 版本少
• 由於 MAVLink 訊息類型與框架慣例眾多，設定可能相當複雜
• 效能取決於輔助電腦與飛行控制器之間序列或 UDP 連線的品質