四鏇翼無人飛行器設計（清華開發者書庫） 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

編輯推薦

本書係統論述瞭四鏇翼飛行器的基本原理，基本控製方法，本書從四鏇翼飛行器的遙控器設計、四鏇翼飛行器核心闆設計以及陀螺儀、氣壓計等相關電路的設計和原理講解，從零開始一點一點實現四鏇翼飛行器的設計，同時還給齣瞭上位機的軟件代碼，項目都提供瞭全部源代碼，可直接拿來二次開發，用於課程設計或科研項目。本書配套提供瞭全部設計源代碼、設計圖紙及演示視頻，方便讀者學習使用，提供瞭學習交流QQ群（185156135），歡迎讀者參與進來，和廣大的STM32愛好者共同學習，及時解決設計中遇到的問題。

內容簡介

四軸飛行器是一種無人飛行器，也是一種智能機器人，“四軸”指飛行器的動力由4個鏇翼式的飛行引擎提供。人們對於四軸飛行器的研究從軍用到民用、商用領域都有涉及。近幾十年來，隨著現代控製理論與電子控製技術的發展，運用現代控製技術，使用電機代替油動力引擎進行四軸飛行器控製研究。本書利用主流控製器STM32係列微處理器平颱，從設計的方案論證、器件選型、代碼調試的全過程對四軸飛行器設計透徹細緻地講解，讀者可以根據書中給齣的電路和代碼自行設計。本書可作為電子、通信及控製等相關專業的參考書，也可以作為相關技術人員的技術參考書。

作者簡介

馮新宇，從事嵌入式係統項目開發和相關教學工作。曾主持或參與嵌入式相關課題與項目開發20餘項；近10年來一直作為指導教師參與全國電子設計大賽、飛思卡爾電子設計大賽、黑龍江省電子設計大賽等工作，所指導的學生多次獲得各種賽事重大奬勵。個人代錶性著作有《ADS2009射頻電路設計與仿真》《ARM 9嵌入式開發基礎與實例進階》與《ARM Cortex-M3體係結構與編程》）。

目錄

第1章簡介

1.1四鏇翼飛行器發展曆史

1.2四鏇翼飛行器的研究現狀

1.3四鏇翼飛行器的主要應用

第2章四鏇翼飛行器的控製原理

2.1四鏇翼飛行器的結構

2.2四鏇翼飛行器的運動控製方法

2.3四鏇翼飛行器各部分的工作原理

2.3.1飛行姿態與升力關係

2.3.2飛行姿態的測量

2.3.3加速度傳感器工作原理及角度測量

2.3.4陀螺儀傳感器工作原理及角度測量

2.3.5磁力計傳感器工作原理及測量方法

2.4姿態解算方法

2.4.1互補濾波算法

2.4.2卡爾曼濾波算法

2.4.3DMP姿態數據獲取

2.5PID控製算法

2.5.1PID概述

2.5.2四軸飛行器PID控製器設計

第3章硬件設計

3.1協議預備知識

3.1.1SPI總綫

3.1.2I2C總綫

3.1.3USART總綫

3.2總體設計

3.2.1遙控器電路基本框架

3.2.2飛行器主控電路基本框架

3.3飛行器主控電路*小係統設計

3.3.1基本原理

3.3.2硬件電路設計

3.4姿態傳感器模塊

3.4.1基本原理

3.4.2硬件電路設計

3.5無綫通信模塊

3.5.1基本原理

3.5.2硬件電路設計

3.6定高模塊

3.6.1超聲波定高模塊

3.6.2氣壓計定高模塊

3.7電機及驅動模塊

3.7.1基本原理

3.7.2硬件電路設計

3.8遙控器模塊設計

3.8.1基本原理

3.8.2硬件電路設計

3.9電源模塊選擇

3.10四軸飛行器的組裝

3.10.1電機、漿、電池、機型的相互關係

3.10.2機架的組裝

第4章軟件設計

4.1軟件預備知識

4.1.1剛體的空間角位置描述

4.1.2用歐拉角描述定點轉動剛體的角位置

4.1.3四元數

4.1.4控製與濾波算法

4.2主控程序初始化設置及說明

4.2.1SPI的I/O口初始化實現

4.2.2IIC的I/O口初始化實現

4.2.3定時器初始化實現

4.2.4電子調速器初始化實現

4.3姿態傳感器軟件設計

4.3.1軟件設計基本思路

4.3.2DMP

4.3.3代碼實現及解析

4.4氣壓計軟件設計

4.4.1軟件設計基本思路

4.4.2代碼實現及解析

4.4.3自主高度控製的實現

4.5遙控器軟件設計

4.5.1軟件設計基本思路

4.5.2無綫模塊代碼實現及解析

4.5.3搖杆代碼實現及解析

4.6攝像頭軟件設計

4.6.1軟件設計基本思路

4.6.2攝像頭的數據讀取

4.6.3攝像頭的數據處理

4.7上位機設計

4.7.1幀頭檢測模塊

4.7.23D模型路徑模塊

4.7.33D模型屬性設置模塊

4.7.4陀螺儀3D數據顯示模塊

第5章調試、問題解析及改進方嚮隨想

附錄ASTM32F4*小係統電路圖

附錄B遙控器電路

附錄C飛控闆連接電路

參考文獻

前言/序言

　　無人直升機，即鏇轉翼無人機。從20世紀50年代齣現至今，它的發展較為緩慢，但是，隨著與其相關技術的發展和應用，無人機飛行器領域迎來瞭革命性的巨變，其中無人直升機的研究和發展也迎來瞭一個全新的時代。無人直升機的功能越來越全麵，體積越來越小，在軍事領域和民用領域共同發展。

　　本書的寫作初衷是2015年的全國電子設計大賽和學生選擇瞭飛控類的題目，把我們參加比賽製作的過程做瞭一個記錄。比賽後，經過增加一些功能，PCB的全部設計製作，四軸飛行器飛控相對地穩定。結閤實驗室的一些項目，把上位機等相關的內容添加進來，鬥膽把自己的一些心得寫成一本書和大傢分享。

　　本書是按照無人機製作順序來寫的，更像是一本內容多一些的論文。個人覺得本書與其他眾多書籍最大的不同是，上位機軟件設計和操作手柄設計沒有使用現有的成品。這麼做是為瞭達到實踐和鍛煉的目的，特彆是針對電子類相關專業的本科生。如果學生能照著做一個，調試齣來，就能學到很多知識。例如，利用LabVIEW學習上位機軟件設計，對於非計算機專業的學生還是挺實用的。

　　本書中核心設計的內容應該是姿態數據的獲取和處理，采用瞭DMP實現解算。稍後筆者編寫的代碼會發布在QQ群內和廣大的程序愛好者一起研究和完善。互聯網有很多優秀開源的代碼，讀者隻要認真地熟讀一個完整代碼，其他的問題就會迎刃而解。入門的過程較難，特彆是對於大學二年級與三年級的學生，需要自學的東西較多。

　　本書完成得匆忙，很多東西加工得不是很細緻，留個QQ群號，方便讀者交流學習，QQ群：185156135。本書的很多素材、資料都是來源於一些知名網絡論壇和優秀的參考書，這裏一並感謝！感謝黑龍江科技學院電子技術實驗室支持我的同學和同事。

　　由於時間倉促，書中難免存在不足之處，歡迎讀者批評指正。

　　編者

　　2017年4月

物流很快，還沒有開始用，用過追評

比較薄，內容沒看

不錯啊！

書不錯

非常好非常好非常好非常好非常好非常好非常好

很好的一本書，正如書中的介紹，就像一個很詳細的論文！

一本不咋樣的書，看瞭半天沒發現有什麼實質性的內容，不太規範

這本書比較薄，我覺得像以前的c語音，java編程等等以後無人機的控製可能慢慢的嚮手機研發的領域來擴展，或者是軟件研發會越來越普及。

這本書比較薄，我覺得像以前的c語音，java編程等等以後無人機的控製可能慢慢的嚮手機研發的領域來擴展，或者是軟件研發會越來越普及。