软件开发工程师（飞控方向）

一、岗位基本信息
岗位名称
飞控软件开发工程师（Flight Control Software Engineer）
汇报对象
飞控总设计师
协作岗位
算法工程师、硬件工程师、测试工程师
二、岗位目标
负责飞控系统嵌入式软件的开发、调试和优化，基于PX4开源平台进行定制化开发，实现高性能、高可靠的飞行控制功能，确保无人机稳定飞行。
三、核心职责3.1 飞控嵌入式软件开发（40%）职责描述

• 在Pixhawk 6X（STM32H7）上开发飞控核心模块：
  • 传感器驱动：IMU、磁力计、气压计、GPS等的数据读取和校准
  • 姿态估计：集成/优化EKF2姿态解算模块
  • 控制器实现：将总师设计的控制律转化为C++代码（PID、LQR等）
  • 任务调度：基于NuttX RTOS的实时任务管理
• 开发自定义功能模块（如特殊传感器支持、行业应用逻辑）
• 优化代码性能（降低CPU占用、减少延迟）

交付物

• 可编译运行的PX4固件（.px4文件）
• 模块源代码（符合PX4代码规范，通过CI/CD检查）
• 单元测试代码（覆盖率 ≥ 70%）
• 开发文档（模块接口说明、使用示例）

技术要求

• 精通C/C++（C++11/14特性）
• 熟悉PX4架构（uORB消息系统、模块化设计）
• 理解RTOS基本概念（任务调度、信号量、消息队列）

3.2 伴随计算机软件开发（25%）职责描述

• 在树莓派5（ARM64 Ubuntu）上开发高级功能：
  • 视觉处理：对接摄像头，运行视觉SLAM、目标检测算法
  • 路径规划：实现避障、航迹优化算法
  • 通信中继：与Pixhawk通过UART/MAVLink通信
  • 数据记录：飞行数据采集、存储、回传
• 使用ROS2（Robot Operating System 2）构建软件框架
• 实现与地面站的无线通信（WiFi/4G）

交付物

• ROS2功能包（编译通过，接口文档完整）
• 通信协议实现（MAVLink/DDS，与Pixhawk对接）
• 部署脚本（一键部署到树莓派）
• 性能测试报告（延迟、吞吐量数据）

技术要求

• 熟悉Linux系统编程（多线程、进程间通信）
• 了解ROS2基础（Topic/Service/Action机制）
• 掌握网络编程（Socket、UDP/TCP）

3.3 系统集成与调试（20%）职责描述

• 进行台架测试：
  
  • 验证传感器数据正确性（对比标准值）
  • 检查控制输出（PWM信号波形）
  • 测试故障保护逻辑（Failsafe）
• 配合硬件在环仿真（HITL）：
  
  • 在Gazebo/jMAVSim中仿真飞行
  • 对接真实飞控硬件，验证软件逻辑
• 实机调试：
  • 参与室内/室外飞行测试
  • 分析飞行日志（.ulg文件），定位问题
  • 协助PID调参、传感器校准

交付物

• 台架测试报告（各模块功能验证结果）
• 仿真测试脚本（自动化测试用例）
• 飞行日志分析报告（异常问题定位）

工具使用

• QGroundControl（地面站）
• FlightPlot / PlotJuggler（日志可视化）
• GDB / JTAG调试器（底层调试）

3.4 代码维护与优化（10%）职责描述

• 修复Bug，响应测试团队提出的问题
• 代码重构，提升可读性和可维护性
• 性能优化：
  • 降低控制回路延迟（目标：<5ms）
  • 减少内存占用（嵌入式资源有限）
  • 优化电池续航（降低CPU功耗）
• 跟踪PX4上游更新，合并有用的改进

交付物

• Bug修复记录（问题描述、根因、解决方案）
• 性能优化报告（优化前后对比数据）
• 代码质量指标（静态分析工具扫描结果）

3.5 文档编写与知识传承（5%）职责描述

• 编写技术文档：
  
  • 模块设计文档（架构图、流程图）
  • 接口说明文档（API文档）
  • 故障排查手册（常见问题及解决方法）
• 参与Code Review，帮助新人成长
• 整理开发日志，沉淀经验教训

交付物

• 模块设计文档（Markdown/Confluence）
• 代码注释（关键函数必须有注释）
• 问题库（FAQ文档）

四、任职要求4.1 教育背景

• 学历：本科及以上
• 专业：计算机、软件工程、自动化、电子工程等相关专业

4.2 专业技能（必备）
C/C++编程 熟练掌握指针、面向对象、STL
嵌入式开发 理解裸机/RTOS开发流程
调试能力 会用GDB、串口、示波器
4.3 专业技能（加分项目）

• 有PX4/ArduPilot二次开发经验（提供代码链接）
• 熟悉MAVLink协议，开发过地面站软件
• 了解控制理论基础（能看懂PID、状态空间方程）
• 有航模/无人机实际调试经验
• 熟悉Python（用于脚本工具开发）

4.4 工作经验

• 入门级（P5）：1-3年嵌入式开发经验，接触过RTOS
• 高级（P6）：3-5年经验，有完整飞控项目开发经历
• 资深（P7）：5年以上，能独立负责核心模块，指导初级工程师

4.5 软技能力

• 责任心：代码质量直接影响飞行安全
• 团队协作：与硬件、算法、测试密切配合
• 学习能力：快速吸收飞控理论知识
• 抗压能力：面对紧急Bug能冷静分析

五、典型工作场景场景1：开发新传感器驱动
任务：为飞控增加RTK GPS支持（如u-blox F9P）
工作流程：

1. 阅读传感器datasheet，理解UART通信协议（UBX格式）
2. 在PX4中创建新驱动模块（参考已有GPS驱动）
3. 实现数据解析、发布uORB消息（vehicle_gps_position）
4. 台架测试：对比RTK输出与标准位置
5. 提交PR，通过Code Review
6. 编写使用文档，说明参数配置

预期时间：5-10个工作日
场景2：优化控制回路延迟
任务：将姿态控制回路延迟从8ms降低到5ms
工作流程：

1. 使用性能分析工具（perf）定位瓶颈函数
2. 优化热点代码（如矩阵运算改用SIMD指令）
3. 调整任务优先级，减少调度延迟
4. 硬件在环仿真验证（HITL）
5. 实机测试，对比优化前后飞行性能
6. 提交优化报告

预期时间：2-3周
场景3：定位飞行异常
任务：分析一次异常姿态翻滚事故
工作流程：

1. 下载飞行日志（.ulg文件）
2. 用Flight Review查看关键曲线（姿态、角速度、控制量）
3. 发现IMU数据有毛刺 → 怀疑振动问题
4. 检查硬件安装（减振垫是否老化）
5. 软件层面增加滤波器（低通滤波IMU原始数据）
6. 复现测试，确认问题解决
7. 编写故障报告，更新调试手册
   职位福利：五险一金、绩效奖金、带薪年假、节日福利、周末双休