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一、崗位基本信息
崗位名稱
飛控軟件開發(fā)工程師（Flight Control Software Engineer）
匯報對象
飛控總設(shè)計師
協(xié)作崗位
算法工程師、硬件工程師、測試工程師
二、崗位目標(biāo)
負(fù)責(zé)飛控系統(tǒng)嵌入式軟件的開發(fā)、調(diào)試和優(yōu)化，基于PX4開源平臺進(jìn)行定制化開發(fā)，實(shí)現(xiàn)高性能、高可靠的飛行控制功能，確保無人機(jī)穩(wěn)定飛行。
三、核心職責(zé)3.1 飛控嵌入式軟件開發(fā)（40%）職責(zé)描述

• 在Pixhawk 6X（STM32H7）上開發(fā)飛控核心模塊：
  • 傳感器驅(qū)動：IMU、磁力計、氣壓計、GPS等的數(shù)據(jù)讀取和校準(zhǔn)
  • 姿態(tài)估計：集成/優(yōu)化EKF2姿態(tài)解算模塊
  • 控制器實(shí)現(xiàn)：將總師設(shè)計的控制律轉(zhuǎn)化為C++代碼（PID、LQR等）
  • 任務(wù)調(diào)度：基于NuttX RTOS的實(shí)時任務(wù)管理
• 開發(fā)自定義功能模塊（如特殊傳感器支持、行業(yè)應(yīng)用邏輯）
• 優(yōu)化代碼性能（降低CPU占用、減少延遲）

交付物

• 可編譯運(yùn)行的PX4固件（.px4文件）
• 模塊源代碼（符合PX4代碼規(guī)范，通過CI/CD檢查）
• 單元測試代碼（覆蓋率 ≥ 70%）
• 開發(fā)文檔（模塊接口說明、使用示例）

技術(shù)要求

• 精通C/C++（C++11/14特性）
• 熟悉PX4架構(gòu)（uORB消息系統(tǒng)、模塊化設(shè)計）
• 理解RTOS基本概念（任務(wù)調(diào)度、信號量、消息隊(duì)列）

3.2 伴隨計算機(jī)軟件開發(fā)（25%）職責(zé)描述

• 在樹莓派5（ARM64 Ubuntu）上開發(fā)高級功能：
  • 視覺處理：對接攝像頭，運(yùn)行視覺SLAM、目標(biāo)檢測算法
  • 路徑規(guī)劃：實(shí)現(xiàn)避障、航跡優(yōu)化算法
  • 通信中繼：與Pixhawk通過UART/MAVLink通信
  • 數(shù)據(jù)記錄：飛行數(shù)據(jù)采集、存儲、回傳
• 使用ROS2（Robot Operating System 2）構(gòu)建軟件框架
• 實(shí)現(xiàn)與地面站的無線通信（WiFi/4G）

交付物

• ROS2功能包（編譯通過，接口文檔完整）
• 通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)（MAVLink/DDS，與Pixhawk對接）
• 部署腳本（一鍵部署到樹莓派）
• 性能測試報告（延遲、吞吐量數(shù)據(jù)）

技術(shù)要求

• 熟悉Linux系統(tǒng)編程（多線程、進(jìn)程間通信）
• 了解ROS2基礎(chǔ)（Topic/Service/Action機(jī)制）
• 掌握網(wǎng)絡(luò)編程（Socket、UDP/TCP）

3.3 系統(tǒng)集成與調(diào)試（20%）職責(zé)描述

• 進(jìn)行臺架測試：
  
  • 驗(yàn)證傳感器數(shù)據(jù)正確性（對比標(biāo)準(zhǔn)值）
  • 檢查控制輸出（PWM信號波形）
  • 測試故障保護(hù)邏輯（Failsafe）
• 配合硬件在環(huán)仿真（HITL）：
  
  • 在Gazebo/jMAVSim中仿真飛行
  • 對接真實(shí)飛控硬件，驗(yàn)證軟件邏輯
• 實(shí)機(jī)調(diào)試：
  • 參與室內(nèi)/室外飛行測試
  • 分析飛行日志（.ulg文件），定位問題
  • 協(xié)助PID調(diào)參、傳感器校準(zhǔn)

交付物

• 臺架測試報告（各模塊功能驗(yàn)證結(jié)果）
• 仿真測試腳本（自動化測試用例）
• 飛行日志分析報告（異常問題定位）

工具使用

• QGroundControl（地面站）
• FlightPlot / PlotJuggler（日志可視化）
• GDB / JTAG調(diào)試器（底層調(diào)試）

3.4 代碼維護(hù)與優(yōu)化（10%）職責(zé)描述

• 修復(fù)Bug，響應(yīng)測試團(tuán)隊(duì)提出的問題
• 代碼重構(gòu)，提升可讀性和可維護(hù)性
• 性能優(yōu)化：
  • 降低控制回路延遲（目標(biāo)：<5ms）
  • 減少內(nèi)存占用（嵌入式資源有限）
  • 優(yōu)化電池續(xù)航（降低CPU功耗）
• 跟蹤PX4上游更新，合并有用的改進(jìn)

交付物

• Bug修復(fù)記錄（問題描述、根因、解決方案）
• 性能優(yōu)化報告（優(yōu)化前后對比數(shù)據(jù)）
• 代碼質(zhì)量指標(biāo)（靜態(tài)分析工具掃描結(jié)果）

3.5 文檔編寫與知識傳承（5%）職責(zé)描述

• 編寫技術(shù)文檔：
  
  • 模塊設(shè)計文檔（架構(gòu)圖、流程圖）
  • 接口說明文檔（API文檔）
  • 故障排查手冊（常見問題及解決方法）
• 參與Code Review，幫助新人成長
• 整理開發(fā)日志，沉淀經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

交付物

• 模塊設(shè)計文檔（Markdown/Confluence）
• 代碼注釋（關(guān)鍵函數(shù)必須有注釋）
• 問題庫（FAQ文檔）

四、任職要求4.1 教育背景

• 學(xué)歷：本科及以上
• 專業(yè)：計算機(jī)、軟件工程、自動化、電子工程等相關(guān)專業(yè)

4.2 專業(yè)技能（必備）
C/C++編程 熟練掌握指針、面向?qū)ο?、STL
嵌入式開發(fā) 理解裸機(jī)/RTOS開發(fā)流程
調(diào)試能力 會用GDB、串口、示波器
4.3 專業(yè)技能（加分項(xiàng)目）

• 有PX4/ArduPilot二次開發(fā)經(jīng)驗(yàn)（提供代碼鏈接）
• 熟悉MAVLink協(xié)議，開發(fā)過地面站軟件
• 了解控制理論基礎(chǔ)（能看懂PID、狀態(tài)空間方程）
• 有航模/無人機(jī)實(shí)際調(diào)試經(jīng)驗(yàn)
• 熟悉Python（用于腳本工具開發(fā)）

4.4 工作經(jīng)驗(yàn)

• 入門級（P5）：1-3年嵌入式開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，接觸過RTOS
• 高級（P6）：3-5年經(jīng)驗(yàn)，有完整飛控項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)歷
• 資深（P7）：5年以上，能獨(dú)立負(fù)責(zé)核心模塊，指導(dǎo)初級工程師

4.5 軟技能力

• 責(zé)任心：代碼質(zhì)量直接影響飛行安全
• 團(tuán)隊(duì)協(xié)作：與硬件、算法、測試密切配合
• 學(xué)習(xí)能力：快速吸收飛控理論知識
• 抗壓能力：面對緊急Bug能冷靜分析

五、典型工作場景場景1：開發(fā)新傳感器驅(qū)動
任務(wù)：為飛控增加RTK GPS支持（如u-blox F9P）
工作流程：

1. 閱讀傳感器datasheet，理解UART通信協(xié)議（UBX格式）
2. 在PX4中創(chuàng)建新驅(qū)動模塊（參考已有GPS驅(qū)動）
3. 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)解析、發(fā)布uORB消息（vehicle_gps_position）
4. 臺架測試：對比RTK輸出與標(biāo)準(zhǔn)位置
5. 提交PR，通過Code Review
6. 編寫使用文檔，說明參數(shù)配置

預(yù)期時間：5-10個工作日
場景2：優(yōu)化控制回路延遲
任務(wù)：將姿態(tài)控制回路延遲從8ms降低到5ms
工作流程：

1. 使用性能分析工具（perf）定位瓶頸函數(shù)
2. 優(yōu)化熱點(diǎn)代碼（如矩陣運(yùn)算改用SIMD指令）
3. 調(diào)整任務(wù)優(yōu)先級，減少調(diào)度延遲
4. 硬件在環(huán)仿真驗(yàn)證（HITL）
5. 實(shí)機(jī)測試，對比優(yōu)化前后飛行性能
6. 提交優(yōu)化報告

預(yù)期時間：2-3周
場景3：定位飛行異常
任務(wù)：分析一次異常姿態(tài)翻滾事故
工作流程：

1. 下載飛行日志（.ulg文件）
2. 用Flight Review查看關(guān)鍵曲線（姿態(tài)、角速度、控制量）
3. 發(fā)現(xiàn)IMU數(shù)據(jù)有毛刺 → 懷疑振動問題
4. 檢查硬件安裝（減振墊是否老化）
5. 軟件層面增加濾波器（低通濾波IMU原始數(shù)據(jù)）
6. 復(fù)現(xiàn)測試，確認(rèn)問題解決
7. 編寫故障報告，更新調(diào)試手冊
   職位福利：五險一金、績效獎金、帶薪年假、節(jié)日福利、周末雙休