项目概述

Firmament (FMT) 是一款基于模型设计（Model Based Design, MBD）的开源自驾仪，旨在高效构建无人机、车辆、船只、机器人等无人系统的控制平台。作为行业内的创新之举，FMT 引入了基于模型设计的概念，使其成为无人驾驶控制系统领域的先驱。

开源与社区参与

所有 FMT 的源代码均开放给公众查看与贡献，鼓励社区成员共同推动项目的进步与发展。欢迎访问 GitHub 页面进行 star、fork 和提交代码。

构成与特性

FMT 项目由三个核心组件构成：

• FMT-Firmware：提供嵌入式软件框架，包括核心软件、驱动和功能模块，轻量化、高实时、高性能，支持 C/C++ 混合编译。
• FMT-Model：算法模型框架，基于 MATLAB/Simulink 实现，包括导航、控制、状态机、被控对象模型等，支持图形化编程与仿真。
• FMT-Sim（开发中）：基于 3D 引擎的模拟仿真环境，提供逼真的渲染效果与丰富场景。

独特优势

FMT 集成了从嵌入式软件开发到建模与仿真的全流程平台，区别于其他开源自驾仪：

• 支持 C/C++ 混合编译，实现轻量级、高实时、高性能的嵌入式系统。
• 基于国产 RT-Thread 实时操作系统，拥有活跃的开源社区与丰富第三方组件。
• 包括从 MIL 到 SIH 的多层次仿真支持。
• 提供基于 MATLAB/Simulink 的算法库，支持图形化编程与仿真。
• 支持 MAVLink 协议及开源地面站 QGroundControl。
• 兼容多种硬件平台，如 FMT 飞控硬件 IC5、Pixhawk4、CUAV-V5+、Hex Cubeorange 等。
• 跨平台开发工具链，支持 Windows、Linux、Mac 系统。

嵌入式软件体系结构

FMT-Firmware 采用分层设计与高度模块化架构，算法与底层解耦，方便二次开发与替换：

• Target HW：目标硬件 BSP（Board Support Package），支持多种硬件平台。
• Driver：通用驱动软件，如传感器、存储器、LED 驱动等。
• HAL：硬件抽象层，提供统一设备接口。
• RTOS：国产 RT-Thread 嵌入式操作系统。
• Middleware：包含系统组件 Modules、算法模块 Models 和软件库 Libraries。
• Task：应用层任务，如控制、通信、日志与状态显示。

算法模块分类

FMT 包含四类算法模块，适用于各类控制对象：

• INS：惯性导航系统，多传感器融合算法获取对象姿态、速度、位置等信息。
• FMS：飞行管理系统，管理对象状态，包含模式管理、安全控制与位置引导功能。
• Controller：控制率算法，底层控制对象，如姿态、速度控制。
• Plant：被控对象模型，包含动力学、作动器、环境与传感器建模（用于 HIL 和 SIH 等仿真）。

算法模型部署

FMT 支持 Simulink 代码自动生成或传统 C/C++ 编码，实现算法模型的高效部署。

建模与仿真系统

FMT-Model 基于 MATLAB/Simulink，提供从算法设计到仿真测试的全流程支持。

部署与资源

FMT 提供详尽的用户手册、项目公开课与官方客服支持，以及即将推出的自研硬件 IC5 的购买渠道。

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