多旋翼無人機嵌入式飛控開發實戰( 簡體 字) | |
| 作者：奚海蛟,葉貴強 | 類別：1. -> 電子工程 -> 無人機 |
| 出版社：電子工業出版社 |  3dWoo書號： 56441詢問書籍請說出此書號！ 缺書 NT售價： 295 元 |
| 出版日：5/1/2024 | |
| 頁數：224 | |
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| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 字 ) |
| ISBN：9787121479656 | 【不接受訂購】 |
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第1章 無人機概述 1
1.1 無人機的基本組成 1 1.1.1 無人機的介紹 1 1.1.2 多旋翼無人機的基本組件 3 1.2 無人機的結構與飛控原理 8 1.2.1 無人機的機身布局 8 1.2.2 無人機的旋翼結構 9 1.2.3 無人機的飛控原理 9 1.3 無人機的系統設計 12 1.3.1 飛控系統的硬件架構設計 12 1.3.2 飛控系統的硬件接口 13 1.3.3 飛控系統的軟件架構 18 第2章 無人機的首次飛行 21 2.1 地面站簡介 21 2.1.1 地面站軟件的基本功能 21 2.1.2 地面站軟件介紹 22 2.2 數據傳輸 23 2.2.1 開發原理 23 2.2.2 開發步驟 25 2.3 遙控鏈路 27 2.3.1 開發原理 28 2.4.2 開發步驟 30 2.4 飛控校準 32 2.4.1 開發原理 32 2.4.2 開發步驟 35 2.5 動力電池 40 2.5.1 開發原理 40 2.5.2 開發步驟 41 2.6 飛行操作 42 2.6.1 開發原理 42 2.6.2 開發步驟 42 第3章 無人機飛控系統的底層開發 44 3.1 無人機狀態指示燈的控制 44 3.1.1 開發原理 44 3.1.2 開發步驟 47 3.1.3 運行結果 54 3.2 無人機系統時鐘的配置 54 3.2.1 開發原理 55 3.2.2 開發步驟 57 3.2.3 運行結果 60 3.3 無人機電池電壓的讀取（ADC+DMA） 60 3.3.1 開發原理 60 3.3.2 開發步驟 66 3.3.3 運行結果 69 3.4 無人機控制信號的輸出（PWM輸出） 70 3.4.1 開發原理 70 3.4.2 開發步驟 73 3.4.3 運行結果 75 3.5 無人機遙控信號的接收（PWM輸入捕獲） 76 3.5.1 開發原理 76 3.5.2 開發步驟 77 3.5.3 運行結果 81 3.6 無人機數據的收發（USART+DMA） 81 3.6.1 開發原理 81 3.6.2 開發步驟 85 3.6.3 運行結果 90 3.7 無人機MAVLink消息的收發 90 3.7.1 開發原理 91 3.7.2 開發步驟 95 3.7.3 運行結果 96 3.8 通過I2C總線讀EEPROM 97 3.8.1 開發原理 97 3.8.2 開發步驟 99 3.8.3 運行結果 106 第4章 無人機飛控系統的應用開發 107 4.1 無人機無線數傳模塊的開發 107 4.1.1 開發原理 107 4.1.2 開發步驟 108 4.1.3 運行結果 113 4.2 加速計與陀螺儀的開發 115 4.2.1 開發原理 115 4.2.2 開發步驟 119 4.2.3 運行結果 147 4.3 磁力計的開發 148 4.3.1 開發原理 148 4.3.2 開發步驟 150 4.3.3 運行結果 160 4.4 氣壓計的開發 160 4.4.1 開發原理 161 4.4.2 開發步驟 162 4.4.3 運行結果 168 4.5 光流模塊的開發 169 4.5.1 開發原理 169 4.5.2 開發步驟 170 4.5.3 運行結果 175 4.6 遙控輸入的控制 176 4.6.1 開發原理 176 4.6.2 開發步驟 176 4.6.3 運行結果 185 4.7 電機的控制 186 4.7.1 開發原理 186 4.7.2 開發步驟 187 4.7.3 運行結果 189 第5章 無人機的飛控算法 191 5.1 無人機姿態解算 191 5.1.1 開發原理 191 5.1.2 開發步驟 201 5.1.3 運行結果 206 5.2 角速度、角度的PID控制器設計 206 5.2.1 開發原理 206 5.2.2 開發步驟 211 5.2.3 運行結果 216 本書是一本介紹無人機飛控系統開發的立體化專業圖書。全書共5章，第1章是無人機概述；第2章介紹無人機首次飛行的準備工作，主要包括地面站的使用方法、無人機數據的傳輸、無人機遙控鏈路的連接、飛控校準、動力電池以及飛行操作；第3章介紹無人機飛控系統的底層開發，主要包括人機狀態指示燈的控制、無人機系統時鐘的配置、無人機電池電壓的讀取、無人機控制信號的輸出、無人機遙控信號的接收、無人機數據的收發，無人機MAVLink消息的收發、通過I2C總線讀EEPROM；第4章介紹無人機飛控系統的應用開發，主要包括無人機的無線數傳模塊的開發、加速計與陀螺儀的開發、磁力計的開發、氣壓計的開發、光流模塊的開發、遙控輸入的控制、電機的控制；第5章介紹無人機的飛控算法，主要包括無人機姿態解算和角速度、角度的PID控制器設計。
無人機又稱無人駕駛飛行器（Unmanned Aerial Vehicle，UAV），是一種不需要人工操控，可通過遙控或自主程序控制的飛行器。近年來，無人機技術得到了迅速發展，并在各個領域發揮了重要作用。在軍事應用領域，無人機可執行偵察、監視、打擊等任務，降低士兵在戰場上的傷亡風險，提高作戰效率；在民用領域，無人機的應用越來越廣泛，如航拍、遙感、測繪、農業、物流、環保、科研等，可以快速、高效地完成人類不易完成的任務，提高工作效率，降低成本；在應急救援領域，無人機在自然災害、事故現場等緊急情況下發揮著重要作用，可以快速到達災害現場，完成搜救、物資投放、災情監測等工作，有效減少人員傷亡和財產損失；在科研創新領域，無人機為科學研究提供了新的手段和視角，如氣象觀測、地球物理探測、生物研究等，可以提高科研數據的采集效率和準確性，推動科學技術的進步；在娛樂休閑領域，無人機為人們提供了新的娛樂方式，豐富了人們的文化生活。無人機在現代社會中的應用越來越廣泛，其重要性日益凸顯。隨著無人機技術的不斷創新和法規制度的完善，無人機將在更多領域發揮積極作用。
無人機的飛控系統是無人機的核心組成部分，可看成無人機的“大腦”。飛控系統主要由傳感器（如陀螺儀、加速計、氣壓計、磁力計），控制器（飛控芯片），執行器（如電機、舵機），無線數傳模塊和導航系統組成。 本書基于STM32系列微控制器開發無人機的飛控系統，主要包括無人機概述、無人機的首次飛行、無人機飛控系統的底層開發、無人機飛控系統的應用開發、無人機的飛控算法等內容。 本書可作為計算機、電子信息等相關專業的教材，也可供相關研究人員、工程技術人員閱讀參考。 本書的主要知識點、重點、難點及課時分配如下： 章 節 知 識 點 要 求 推薦學時數 無人機概述 無人機的基本組成 了解 4 無人機的結構與飛控原理 了解 無人機的系統設計 了解 無人機的首次飛行 地面站簡介 掌握 6 數據傳輸 掌握 遙控鏈路 掌握 飛控校準 掌握 動力電池 掌握 飛行操作 掌握 續表 章 節 知 識 點 要 求 推薦學時數 無人機飛控系統的底層開發 無人機狀態指示燈的控制 掌握 10 無人機系統時鐘的配置 掌握 無人機電池電壓的讀取（ADC+DMA） 掌握 無人機控制信號的輸出（PWM輸出） 掌握 無人機遙控信號的接收（PWM輸入捕獲） 掌握 無人機數據的收發（USART+DMA） 掌握 無人機MAVLink消息的收發 掌握 通過I2C總線讀EEPROM 掌握 無人機飛控系統的應用開發 無人機無線數傳模塊的開發 掌握 12 加速計與陀螺儀的開發 掌握 磁力計的開發 掌握 氣壓計的開發 掌握 光流模塊的開發 掌握 遙控輸入的控制 掌握 電機的控制 掌握 無人機飛控算法 無人機姿態解算 掌握 4 角速度、角度的PID控制器設計 掌握 無人機飛控技術涉及多個學科，限于作者水平，本書難免會有不當之處，希望廣大讀者批評指正。 作 者 2024年4月 | |
