一说起无人机自主飞行，PX4 加 ROS 几乎成了标准方案。PX4 作为开源飞控生态完整，ROS 又让开发者可以在机载电脑上自由组合算法。但很多刚接触的人会在两个地方卡住：一是搞不清 PX4 那一堆飞行模式到底有什么区别，二是不知道从 ROS 侧怎么可靠地控制飞机。
我写这篇文章，就是想把这部分经验串起来——先帮你理清 PX4 的飞行模式，尤其是 Offboard 的工作机制，然后给出一个完整的 ROS 功能包，实现自动起飞、悬停、轨迹跟踪（圆形／方形／螺旋）和降落。代码用 C++ 和 MAVROS，在 SITL 仿真里跑通，真机移植前稍微改改参数就能用。
PX4 飞行模式：控制权从低到高
PX4 的飞行模式可以看成控制权逐级上升的阶梯。理解这一点，你就知道什么时候该用什么模式，以及 Offboard 的位置在哪。
稳定模式（STABILIZED / MANUAL / ACRO）
这是最底层的手动模式。飞控只保证机体姿态稳定，不管位置、不管高度。你推摇杆，飞机跟着转；松开摇杆，飞机回平，但会被风吹走。油门直接对应电机出力。
通常用在起飞、降落辅助，或者你想耍特技的时候。紧急切手动也靠它。
定高模式（ALTCTL）
飞控开始接管高度，但不控制水平位置。此时油门通道被重新映射为爬升率指令，摇杆中位就是悬停。左右手还是管姿态和水平速度。
这个模式在低空侦察或者 GPS 挂掉时有用，因为有气压计就能勉强维持高度。
位置模式（POSCTL）
这是最常用的辅助模式。飞控用 GPS 或视觉定位把飞机钉在一个 3D 点上。摇杆控制的是水平速度和垂直速度，手一松飞机立刻刹车悬停。
在真正切到 Offboard 之前，我一般习惯先切到位置模式确认定位正常，再发 Offboard 指令。
自动模式（AUTO）
这下面包含任务模式（MISSION）、返航（RTL）、降落（LAND）、起飞（TAKEOFF）等。它们由飞控内建逻辑跑预设任务，不需要外部持续喂指令。
Offboard 模式
这才是 ROS 集成最关键的地方。在这个模式下，飞控的姿态、位置或速度期望值完全由外部计算机通过 MAVLink 发送。换句话说，你可以写 C++ 代码直接接管飞机。
不过它有硬性约束：外部电脑必须以 ≥10Hz 的频率持续下发设定点。一旦指令流断掉，飞控的失效保护会立即触发，切到预设的安全模式（通常是 RTL 或 LAND）。所以你的控制循环一定要稳，而且最好让发布频率远高于 10Hz，我一般用 20Hz。
凡是需要 SLAM 建图、视觉伺服、编队、复杂轨迹跟踪的场景，都离不开 Offboard。
ROS 侧怎么操控：模式切换与指令发送
通过 MAVROS，你可以做两类操作：切换飞行模式，或者发送实时控制指令。
模式切换理论上可以切到任何已配置的模式。最常用的几个：
OFFBOARD：切过去之后才能发送流式命令。POSCTL：作为准备或安全的回退。AUTO.MISSION/AUTO.RTL/AUTO.LAND：启动自动任务。
切换用服务调用，一行命令就行：
rosservice call /mavros/set_mode "base_mode: 0 custom_mode: 'OFFBOARD'"
实时控制只有 Offboard 模式接受。别的模式（比如 POSCTL）你虽然可以靠模拟遥控器信号（mavros/rc/override）间接控制，但那又绕又不可靠，不推荐。
简单说：想用程序控制飞机，就只用 Offboard。
做一个完整的 Offboard 控制包
我建了个 ROS 包叫 px4_offboard_control，用状态机把起飞、轨迹、降落串起来，方便你按自己的需求改轨迹和参数。
功能：
- 自动起飞到指定高度
- 悬停等待几秒
- 按预设轨迹飞行（圆形、方形、螺旋）
