刘祖均，何 明，刘锦涛，张 乔

(陆军工程大学，江苏 南京210007)

1 引言

随着无人机技术的迅速发展，在许多领域中变得非常流行，包括交通监控[1]、农业[2]或灾难危机管理[3]，因为这些机器人的使用使得人们避免冒着生命危险执行任务。

在无人机的开发过程中，当一些硬件平台功能难以实现时，可以借助仿真软件和编写控制程序来辅助研究人员进行实验[7]。无人机一般需要在各种复杂环境下导航并成功执行特定任务。然而，构建不同的测试场景并在多种条件下检查无人机状态是昂贵且耗时的。因此，使用完善的仿真环境可以对正在开发的无人机系统进行安全且经济的测试，不仅可以缩短开发周期，还可以降低研发成本。

但以往的无人机仿真系统存在软件依赖过多，职能不明确等问题，模型的前端表示与后端控制没有独立出来，导致系统过于繁杂，而且不易于操作人员进行分析调试[16-17]。针对以上问题，本文设计了一个基于逻辑分离的无人机仿真系统，目的是使用在ROS下的集成环境为无人机仿真和指挥控制开发一个可扩展的、可控制的、业务逻辑可分离的系统。

本文的主要贡献是：

1)内容可以作为在ROS环境下Gazebo无人机仿真系统的设计参考，为进行无人机实物飞控算法研发提供保障。

2)针对地面控制站软件的不足，设计了一款基于PX4开源固件的工具包，该软件可配合Gazebo、QGroundControl完成多种仿真任务。

3)借鉴经典Model - View-Controller(MVC)体系结构设计了一个逻辑分离的无人机仿真控制系统。……