正版新书--爱上无人机：原理结构、航拍操控与DIY实例精汇 [美]Make杂志编辑 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] Make杂志编辑 著

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店铺： 麦点文化图书专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115458322

商品编码：29343984146

包装：平装-胶订

出版时间：2017-07-01

基本信息

书名：爱上无人机：原理结构、航拍操控与DIY实例精汇

定价：59.00元

作者：Make杂志编辑

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2017-07-01

ISBN：9787115458322

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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※这本书原版来自make杂志精选，内容实用性非常强，在业内非常有影响力。※彩色大图，步骤清晰，比市面上现有的图书品相好，更能够迎合喜爱四旋翼飞行器的爱好者的兴趣。关于无人机的很多技术文章，鼓励读者拓展“创造性思维”，以此为无人机拓展更多的功能，例如运送医疗物资。.揭示无人机创新应用后面所蕴含的概念，例如如何为一些地标建筑进行三维建模。.带领读者从零开始，按照相应的步骤制作不同种类的无人机；或者创建无人机的新型应用模式。

内容提要

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本书将向读者提供多款时下流行的四轴飞行器、无人机的制作案例，给出每个案例的用材、设计方案、制作步骤、编程技巧、操作方法，是无人机爱好者、创客们很好的参考性图书。本书内容是从《Make（爱上制作）》杂志中精选出来的受欢迎的无人机设计案例，可以为入门级爱好者提供很好的创意性启发。

目录

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目录



PART 01 特点 1

理解无人机 3

从多轴飞行器开始 5

产品历史 5

工作原理 5

你的个多轴飞行器 6

制造属于你自己的多轴飞行器 6

电池与电机 6

电子速度控制器和控制主板 6

机身和远程控制装置 7

使用多轴飞行器录制视频 7

平衡环和陀螺仪 7

相机和视频向地传输 8

走向远方：无人多轴飞行器 8

无人机的具体结构 11

标准螺旋桨 11

“推进式”螺旋桨 11

电机 11

电机底座 11

起落装置与吊杆 11

吊杆 11

主机体 12

电子速度控制器（ESC） 12

飞行控制器 12

GPS模块 12

接收器 12

天线 13

电池 13

电池组件 13

平衡环 13

陀螺电机 13

平衡控制器 13

相机 13

用无人机为遭受战争困扰的叙利亚

投递食物与药品 15

多尽一份力 15

复杂性 15

获取无人机起飞准许 15

一个志愿者团队 15

开辟新天地 20

开放资源 20

无人机可以更多地用于人道救助 21

四轴飞行器 25

用APM完成从0~60的加速 25

建造世界上坚固的无人机 26

作为空中接入点的无人机 27

控制 27

遥测技术 27

视频 27

Part 02 指导 29

从航拍视频起步 31

选择合适的UAV 31

选择合适的相机 32

固定相机 32

平衡环与飞行运功 32

螺旋桨的振动和“果冻效应” 32

装入视角系统 34

练习，练习，还是练习！

重要的事情说三遍！ 34

四轴飞行器的摄影制图 37

FPV基础入门 41

相机 41

安装相机 41

地面接收站 41

频率 41

电源 42

天线 42

屏幕菜单 42

视频显示 43

飞行守则 45

Part 03 计划 47

“傻瓜飞行器” 49

步：将支撑臂剪切为合适的长度 50

第二步：修剪左右侧支撑臂 50

第三步：加固支撑臂 51

第四步：粘连支撑臂 51

第五步：安装电机 52

第六步：安装中心组件 52

第七部：飞行电子元器件 52

第八步：添加灯光 53

第九步：飞行测试以及更多内容 54

手工版UAV 57

材料 57

工具 58

步：制作机身 59

第二步：制作支撑臂 59

第三步：组装机身 60

第四步：给电源集线器安装线路 60

第五步：为电机轴承留出位置 61

第六步：安装电机 62

第七步：安装着陆装置 62

第八步：安装防振装置 63

第九步：安装相机/电池底座 63

第十步：安装相机与电池 64

第十一步：安装航空电子设备 65

第十二步：安装平衡控制器 66

第十三步：安装软件 67

第十四步：安装螺旋桨 67

初次飞行 68

结语 68

WAVEcopter：一个防水的

四轴飞行器 71

步：准备集线器 72

第二步：准备转动臂 72

第三步：制作电机底座 73

第四步：安装电源零件 74

第五步：安装飞行控制器 75

第六步：准备电池 76

第七步：安装GPS定位器 76

第八步：安装起落架和浮筒 77

第九步：飞行检查和校准 77

第十步：终检查和密封 78

关于无人机和遥控飞机的货箱

和投放装置 81

零件/工具 82

步：建造货箱 83

第二步：安装螺栓配件 83

第三步：制作固定架 84

第四步：安装前部支柱 84

第五步：修改机身 85

第六步：安装前部支柱 85

第七步：安装橡皮绳和货箱 86

第八步：将货箱固定 86

建造你的架三轴飞行器 89

为什么要使用三轴飞行器 89

一架给Maker的三轴飞行器 89

零件 89

工具 90

规格 90

步：打磨和喷漆 91

第二步：安装铰链式机尾 91

第三步：安装铰链式机尾（续） 91

第四步：安装前部支撑臂 92

第五步：安装前部支撑臂（续） 92

第六步：准备机身甲板 93

第七步：安装ESC 93

第八步：安装支撑臂 94

第九步：安装起落架 94

第十步：悬空相机托盘 94

第十一步：安装接收器和飞行控制器 95

第十二步：关于飞行控制器 95

作者介绍

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本书内容精选自国外知名动手制作杂志《Make》，由《Make》杂志官方授权，并权V发布。四轴飞行器制作项目精汇，创客喜爱的21个无人机设计与制作案例。

文摘

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序言

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探索天空的翅膀：无人机世界的奇妙之旅 在人类探索天空的漫长历史中，翅膀曾是梦想的寄托，而如今，我们赋予了机器翅膀，让它们以超乎想象的方式翱翔于天地之间。无人机，这个集科技、创意与自由于一体的现代奇迹，正以前所未有的速度改变着我们的生活，从宏伟的工业应用到令人惊叹的艺术创作，它们的身影无处不在。 如果你对这股席卷全球的科技浪潮感到好奇，如果你渴望了解那些在空中翩翩起舞的“精灵”究竟是如何实现这一切，那么，一场关于无人机的探索之旅将为你揭开神秘的面纱。这不仅仅是关于精密的机械和复杂的电路，更是关于人类无限的创造力，以及我们如何通过科技，去触碰更广阔的世界。 飞行的奥秘：理解无人机的核心 无人机并非凭空而起，它们的飞行背后蕴藏着深刻的科学原理。要真正理解无人机，我们首先需要认识它们构成，以及支撑其飞行的物理法则。 1. 动力系统：飞翔的基石 无人机的动力主要来源于电机和螺旋桨。这些看似简单的部件，却是决定无人机飞行性能的关键。 电机（Motors）： 大多数无人机采用无刷直流电机（Brushless DC Motor，BLDC）。与传统的有刷电机相比，无刷电机具有更高的效率、更长的寿命、更小的体积和更轻的重量。它们通过精确控制电流的通断，驱动转子旋转。电机的功率、转速和扭矩直接影响着无人机的起飞重量、爬升速度和飞行稳定性。 螺旋桨（Propellers）： 螺旋桨就像飞机的翅膀，通过旋转产生升力。螺旋桨的直径、螺距（Pitch）以及叶片的数量和形状都会影响其空气动力学性能。不同尺寸和设计的螺旋桨适用于不同大小、不同用途的无人机。例如，较大的螺旋桨通常能产生更大的升力，适合承载重物；而高转速、小直径的螺旋桨则能提供更快的响应速度，适合进行敏捷的机动飞行。 2. 控制系统：大脑与神经 让无人机能够自主飞行、执行指令，离不开一个精密的飞控系统（Flight Controller，FC）。飞控系统是无人机的“大脑”，负责接收和处理各种传感器的数据，并向电机发送指令，从而控制无人机的姿态和飞行轨迹。 飞控主板（Flight Controller Board）： 这是飞控系统的核心，集成了微处理器、传感器和其他电子元件。它运行着复杂的飞行控制算法，能够实现自动悬停、定高、定点、路径规划等多种功能。 传感器（Sensors）： 飞控系统依赖于多种传感器来感知周围环境和自身状态。 IMU（Inertial Measurement Unit，惯性测量单元）： 这是最核心的传感器之一，通常包含陀螺仪（Gyroscope）和加速度计（Accelerometer）。陀螺仪用于测量无人机的角速度，感知其旋转变化；加速度计则测量无人机的线加速度，感知其运动状态。通过融合IMU的数据，飞控系统可以实时了解无人机的俯仰、滚转和偏航角度，并维持其稳定。 气压计（Barometer）： 用于测量大气压力，从而估算无人机的高度。这对于实现定高飞行至关重要。 GPS（Global Positioning System，全球定位系统）： 通过接收卫星信号，GPS模块可以为无人机提供精确的位置信息。这使得无人机能够实现自动返航、路径跟随以及精准的地理定位。 罗盘（Magnetometer）： 用于检测地磁场，从而确定无人机的航向。与GPS结合，可以实现更稳定的航向控制。 电子调速器（Electronic Speed Controller，ESC）： ESC负责将飞控系统的低功率信号转换为驱动电机所需的高功率电流，并根据飞控指令精确控制电机的转速。一个多旋翼无人机通常需要多个ESC，每个ESC对应一个电机。 3. 能源系统：驱动飞翔的血液 无人机的能量来源主要是电池。 锂聚合物电池（Lithium Polymer Battery，LiPo）： 这是目前无人机领域最主流的电池类型。LiPo电池具有能量密度高、重量轻、电压稳定等优点，能够为无人机提供充足的动力。了解LiPo电池的电压（S数）、容量（mAh）和放电倍率（C数）对于选择合适的电池和安全使用至关重要。 4. 通信系统：指令的传递 无人机需要与地面站（通常是遥控器）进行通信，以接收指令并回传数据。 遥控器（Remote Controller，RC）： 遥控器是操作员与无人机之间的桥梁。它通过无线电信号向无人机发送飞行指令，如前进、后退、上升、下降、转弯等。 接收机（Receiver）： 安装在无人机上的接收机负责接收遥控器发送的信号，并将其传递给飞控系统。 图传系统（Video Transmission System）： 对于航拍无人机而言，图传系统至关重要。它能够将无人机摄像头拍摄的实时画面通过无线信号传输回地面端的显示设备（如手机、平板或专用显示器），让操作员能够实时观察飞行视角。 操控的艺术：掌握天空的指挥棒 拥有先进的硬件是基础，而熟练的操控技巧则是将无人机能力发挥到极致的关键。从基本的飞行模式到精细的动作调整，操控无人机是一门结合了技术与艺术的学问。 1. 基本飞行姿态：稳固的起飞与降落 起飞（Takeoff）： 确保无人机四周无障碍物，将遥控器摇杆推到适当位置，使电机缓慢加速，直到无人机克服重力，平稳升空。 悬停（Hovering）： 在预设高度保持不动，这是对飞控系统稳定性和操作员精细控制的考验。 降落（Landing）： 缓慢降低高度，将遥控器摇杆推至最低点，直至无人机平稳着陆。 2. 三轴姿态控制：精准的机动 无人机的飞行姿态主要由俯仰（Pitch）、滚转（Roll）和偏航（Yaw）这三个轴来控制： 俯仰（Pitch）： 控制无人机向前或向后倾斜，实现前进或后退。 滚转（Roll）： 控制无人机向左或向右倾斜，实现向左或向右平移。 偏航（Yaw）： 控制无人机围绕自身垂直轴旋转，实现左转或右转。 通过对这三个轴的精确控制，操作员可以指挥无人机做出各种复杂的飞行动作。 3. 飞行模式的运用：释放无人机潜能 现代无人机通常配备多种飞行模式，以适应不同的飞行需求： 手动模式（Manual Mode / Acro Mode）： 操作员完全掌控无人机的姿态，没有任何辅助稳定，适合经验丰富的飞手进行特技飞行。 姿态模式（Attitude Mode）： 飞控系统会提供一定的自稳功能，但操作员仍然需要控制俯仰和滚转来维持位置。 定高模式（Altitude Hold Mode）： 飞控系统利用气压计来自动维持飞行高度，操作员只需控制水平方向的移动。 定点模式（Position Hold Mode）： 结合GPS和IMU数据，飞控系统能够将无人机锁定在指定的三维空间位置，实现自动悬停。 返航模式（Return to Home / RTH）： 当电量过低、信号丢失或用户指令时，无人机会自动规划路径飞回起飞点。 航点规划模式（Waypoint Navigation）： 操作员可以预设一系列的飞行路径点，无人机会自动按照规划的路线进行飞行。 4. 视觉操控与航拍技巧：捕捉精彩瞬间 对于航拍无人机而言，熟练的操控与优秀的摄影技巧同样重要。 构图与视角： 学习利用无人机独特的高空视角，探索前所未有的构图方式。 镜头语言： 掌握推、拉、摇、移等基本镜头运动，以及升降、环绕等高级动作，为画面注入动感。 光影运用： 了解不同光线条件对画面效果的影响，选择最佳的拍摄时机。 后期处理： 学习使用剪辑软件对航拍素材进行后期制作，提升视频的整体质量。 DIY的乐趣：创造属于你的飞行伙伴 除了直接购买成品无人机，DIY（Do It Yourself）也为爱好者们打开了另一扇门，让你有机会深入了解无人机的内部构造，亲手打造属于自己的飞行器。DIY无人机不仅能带来组装的成就感，更能让你在实践中掌握更深入的理论知识，并根据自己的需求进行个性化定制。 1. 认识无人机组件：模块化的世界 DIY无人机如同拼搭积木，需要将不同的电子模块进行组合。了解这些模块的功能至关重要： 机架（Frame）： 无人机的主体结构，通常由碳纤维、塑料等轻质材料制成，承载所有电子元件。选择合适的机架尺寸和类型（如四轴、六轴等）是DIY的第一步。 电机（Motors）与螺旋桨（Propellers）： 根据机架大小和预期载重选择合适的电机 KV 值（每伏特电压下的转速）和螺旋桨尺寸。 飞控板（Flight Controller Board）： 选择一款功能强大、性能稳定的飞控板，如 Pixhawk、Betaflight 支持的飞控等。 电子调速器（ESCs）： 每个电机都需要一个与之匹配的ESC，确保其额定电流能够满足电机的需求。 电源分配板（Power Distribution Board，PDB）： 用于将电池的电力分配给各个ESC和飞控板。 接收机（Receiver）： 选择与你遥控器兼容的接收机。 电池（Battery）： 确定所需的飞行时间和载重，选择合适的LiPo电池容量和电压。 遥控器（Remote Controller）： 选择一款功能齐全、操作舒适的遥控器。 摄像头与图传（Camera & FPV System）： 如果你想进行航拍或FPV（第一人称视角）飞行，需要选择合适的摄像头和图传设备。 2. 组装过程：细致与耐心 DIY组装并非易事，需要极大的细致和耐心。 阅读说明： 仔细阅读每个模块的说明书，理解其功能和连接方式。 焊接技巧： 许多连接需要进行焊接，熟练掌握焊接技术是DIY的基础。 线路连接： 按照电路图准确连接各个模块的电源、信号线，避免短路。 飞控调参： 组装完成后，最关键的步骤是飞控的参数设置（调参）。这决定了无人机的飞行稳定性、响应速度和操控感受。需要根据实际飞行情况不断调整PID参数，直到达到理想状态。 3. 故障排除与升级：持续的进化 DIY的魅力还在于其强大的可维护性和可升级性。当无人机出现问题时，你可以通过诊断和维修来解决；当有新的技术或需求出现时，你也可以随时更换或添加新的模块，让你的无人机不断进化。 无人机的未来：天空的无限可能 从最初的军事侦察，到如今的航拍、物流、测绘、农林植保、应急救援，无人机的应用领域正在以前所未有的广度拓展。未来，随着人工智能、5G通信、传感器技术等领域的飞速发展，无人机将变得更加智能化、自主化，并将在更多领域扮演关键角色。 智能交通： 无人机有望成为未来城市交通的重要组成部分，如载人飞行器、空中出租车等。 精准农业： 无人机将更广泛地应用于农作物监测、精准施肥、病虫害防治，提高农业生产效率。 环境监测： 无人机能够快速、高效地收集环境数据，为环境保护提供有力支持。 应急响应： 在灾害发生时，无人机可以快速抵达现场，进行侦察、搜救、物资投递等工作。 走进无人机世界，你将开启一段充满发现和创造的旅程。无论你是想从零开始学习飞行的爱好者，还是希望深入了解技术原理的探索者，亦或是渴望亲手打造独一无二飞行器的创客，无人机都将为你提供一个广阔的舞台，去感受飞行的魅力，去触摸未来的科技前沿。让我们的目光投向天空，那里，正有无数的可能性在等待被发现。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为我量身定做的！我一直对无人机那种“空中之眼”的魔力着迷，但总觉得技术门槛太高，光是那些复杂的术语和电路图就让人望而却步。这本书的优点就在于，它没有一开始就堆砌那些晦涩难懂的专业名词，而是用一种非常平易近人的方式，像一个耐心十足的老师傅在手把手地教你。我特别喜欢它对基础理论的拆解，那种循序渐进的讲解，让我真切地感受到了自己每翻一页都在进步。比如，它对不同旋翼布局的空气动力学解释，不是干巴巴的公式推导，而是配上了生动的比喻和图示，让你一下子就能明白“为什么是四旋翼而不是六旋翼更适合初学者”。而且，书中对市场主流机型的分析也极其到位，不是那种冷冰冰的参数罗列，而是结合实际飞行体验和应用场景来对比，帮我这个选择困难症患者迅速锁定了第一台入门机。这本书的排版也让人耳目一新，大量高质量的实拍图和清晰的结构分解图，让原本抽象的机械原理变得触手可及。毫不夸张地说，这本书点燃了我从“旁观者”到“实践者”的火花，我现在看天空中的任何一个飞行器，都能立刻在脑海中勾勒出它的内部结构和工作原理了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值远超出了一个入门指南的范畴，它更像是一套完整的“无人机系统工程速成课”。我特别欣赏它对“法规和安全伦理”的严肃处理。在很多侧重技术实现的书籍中，这部分往往被轻描淡写，但这本书用了相当大的篇幅来阐述适航标准、隐私保护边界以及紧急情况下的应急预案。这种对责任和规范的强调，让我深刻意识到，玩好无人机不仅仅是技术活，更是社会责任。书中提供的“新手飞行检查清单”也被我打印出来，贴在了我的工具箱上，这已经成了我每次起飞前的固定流程。它不仅仅教我如何“飞得高”，更重要的是教我如何“飞得对”。对于任何一个希望将无人机技能提升到专业水准的人来说，这本书提供的知识体系是全面且极具前瞻性的，它为你未来的进阶学习打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

从纯粹的阅读体验上来讲，这本书的叙事节奏和信息密度掌控得极好。它不像某些技术文档那样枯燥乏味，反而充满了探索和发现的乐趣。阅读过程中，我经常会停下来，拿起家里的其他电子产品进行对比思考，它成功地建立了我大脑中“机械结构”、“电子元件”和“软件控制”之间的无缝连接。比如，它用一个专门的章节来讨论如何排除常见的干扰源——从电磁干扰到地面反射，这种细致入微的“故障排除宝典”价值连城。我之前因为一个小小的信号衰减问题抓耳挠腮了好几天，最后在书里找到了一个不起眼的细节提示，茅塞顿开。这本书的文字风格很“实干家”，不卖弄学问，直击痛点，每一句话都像是经过了反复验证的实战经验总结。它不追求花哨的理论包装，而是专注于如何让你的无人机更可靠、更稳定、更持久地为你服务。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书的时候，我其实是带着点怀疑的，毕竟市面上打着“精汇”旗号的书，内容往往东拼西凑，深度不足。但这本书的编辑团队显然是下了大功夫的，它在内容上的广度和深度达到了一个惊人的平衡点。我最欣赏的是它对“航拍”这一核心需求的深度挖掘。它不仅仅教你怎么“飞起来”，更重要的是教你怎么“拍出有故事的画面”。比如，关于不同光照条件下曝光的控制，书中给出的建议是结合实际的地理环境来调整白平衡，而不是简单地告诉你“调高ISO”或“降低快门速度”。那几章关于“低空跟拍运动物体”的技巧分享，简直是教科书级别的案例分析，详细到连摇杆的微小移动角度和速度都有明确的指导。对于我这种希望将无人机技术和我的视频创作结合起来的人来说，这本书提供的不仅仅是技术手册，更像是一本结合了工程学和艺术学的创作指南。读完后，我明显感觉自己对构图、运镜有了更专业的理解，每一次起飞都充满了目的性和专业感，不再是随便拍拍了事。

评分☆☆☆☆☆

让我印象最深刻的是书中对于“DIY”部分的介绍，这部分内容处理得非常成熟，既照顾到了小白读者，又没让硬核玩家感到索然无味。很多书在讲DIY时，无非就是照搬几个现成的电路图，但这本书的思路是“授人以渔”。它没有直接告诉你“把A模块接到B接口”，而是深入讲解了为什么需要选择特定的飞控芯片、不同电池类型的优缺点、以及如何进行固件烧录和参数校准的底层逻辑。我按照书中的步骤，成功地为自己的旧相机模块设计了一套简易的云台减震系统，这个过程比我想象的要顺利得多，关键在于书里对“安全冗余设计”的强调，它时刻提醒你在追求创新的同时，不能牺牲飞行的稳定性。特别是它对3D打印部件在无人机结构中应用的探讨，提供了很多实用的设计建议和材料选择指南，这在其他同类书籍中是很少见的深度。这本书真正做到了让读者理解每一个螺丝、每一条线路背后的意义。