QGroundControl的总体架构，模块化设计和重要组件的功能。 ...

QGroundControl 总体架构详细形貌

QGroundControl (QGC) 作为一个开源地面控制站软件，其设计原则是模块化、高扩展性和高可维护性。
总体架构

QGroundControl 由多个层次构成，每个层次负责不同的功能。这种分层结构确保了系统的高内聚性和低耦合性。

• 用户界面 (UI) 层：
  
  
  
  • 使用 Qt Quick 和 QML 技能构建。
    
  • 提供动态和响应敏捷的用户界面。
    
  • 包括主窗口、工具栏、菜单、状态栏和各类功能窗口（如地图、视频流、任务规划等）。
    
  
  
• 业务逻辑层：
  
  
  
  • 处理与飞行控制相干的逻辑。
    
  • 包括任务管理、飞行模式切换、参数设置等功能。
    
  
  
• 通信层：
  
  
  
  • 负责与无人机和其他外围设备的通信。
    
  • 实现 MAVLink 协议，用于数据传输和控制下令的发送。
    
  
  
• 数据存储层：
  
  
  
  • 管理飞行日志、用户设置、地图缓存等数据的存储。
    
  • 提供数据持久化功能，以便于后续的分析和使用。
    
  
  

模块化设计

QGroundControl 的模块化设计分为多个功能模块，每个模块负责特定的功能。重要模块包括：

• 核心模块：
  
  
  
  • Application Core：负责应用程序的初始化和主变乱循环。
    
  • Logging：提供系统日志纪录功能。
    
  • Settings：管理应用程序设置和用户设置。
    
  
  
• 飞行控制模块：
  
  
  
  • Vehicle Manager：管理连接的无人机，包括状态监控和下令发送。
    
  • Mission Manager：处理飞行任务的创建、编辑、上传和实行。
    
  • Parameter Manager：管理无人机参数的读取和设置。
    
  
  
• 地图与导航模块：
  
  
  
  • Map Widget：显示地图，并支持路径规划和地理围栏功能。
    
  • Geofence Manager：管理地理围栏的设置和监控。
    
  
  
• 视频流模块：
  
  
  
  • Video Receiver：接收和处理来自无人机的视频流。
    
  • Video Display：在 UI 中显示及时视频。
    
  
  
• 日志和回放模块：
  
  
  
  • Log Recorder：纪录飞行数据和变乱。
    
  • Log Player：提供飞行数据的回放和分析功能。
    
  
  

重要组件及其功能

• MainWindow：
  
  
  
  • 主窗口，包含了所有重要的 UI 组件。
    
  • 提供与用户交互的重要界面，包括工具栏、菜单和状态栏。
    
  
  
• MAVLink：
  
  
  
  • 实现 MAVLink 通信协议，用于与无人机举行数据传输。
    
  • 负责消息的编码和解码，以及消息的发送和接收。
    
  
  
• Vehicle：
  
  
  
  • 体现一个无人机对象，包含无人机的状态信息和控制接口。
    
  • 处理无人机的连接、状态更新和下令实行。
    
  
  
• Mission Manager：
  
  
  
  • 管理飞行任务，包括任务的创建、编辑、上传和实行。
    
  • 提供任务规划的图形界面，支持多种任务范例。
    
  
  
• Parameter Manager：
  
  
  
  • 读取和设置无人机的参数。
    
  • 提供参数的分类显示和搜刮功能，便于用户管理。
    
  
  
• Map Widget：
  
  
  
  • 显示地图，支持多种地图源（如 Google Maps、Bing Maps）。
    
  • 提供路径规划、地理围栏和及时位置显示等功能。
    
  
  
• Video Receiver：
  
  
  
  • 处理来自无人机的视频流，支持多种视频格式和协议。
    
  • 提供视频的解码和显示功能，支持低延迟的及时视频监控。
    
  
  

通信与数据处理

QGroundControl 重要通过 MAVLink 协议与无人机通信。通信层负责处理所有 MAVLink 消息，并将这些消息转达给相应的业务逻辑层举行处理。以下是通信与数据处理的流程：

• 消息接收：
  
  
  
  • 从无人机接收到的 MAVLink 消息通过串口、UDP 或 TCP 传输。
    
  • 消息被解码并转达给相应的模块（如 Vehicle、Mission Manager）。
    
  
  
• 消息处理：
  
  
  
  • 不同范例的消息由不同的模块处理。例如，心跳消息用于更新无人机的连接状态，飞行状态消息用于更新无人机的当前位置和姿态。
    
  
  
• 下令发送：
  
  
  
  • 用户在 UI 上举行操作（如改变飞行模式、设置任务），相应的下令通过 MAVLink 发送给无人机。
    
  • 这些下令由飞行控制模块生成，并通过通信层传输。
    
  
  

扩展性

QGroundControl 的模块化设计使其具备良好的扩展性。开辟者可以根据需求添加新的模块或扩显现有模块。例如：

• 添加新的传感器支持。
  
• 集成新的飞行控制系统（如新的无人机平台）。
  
• 开辟自界说的 UI 界面以满足特定需求。
  

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