简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

图书标签:

• 无人机
• 飞控
• 嵌入式
• 多旋翼
• 四旋翼
• 开发
• 指南
• 设计
• 航模
• DIY

店铺： 旷氏文豪图书专营店

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302472568

商品编码：15505553533

YL9409  9787302472568 9787302467359

多旋翼无人飞行器嵌入式飞控开发指南

随着集成电路、微控制器以及微机电技术的发展，多旋翼无人飞行器的控制技术得到了蓬勃的发展。随着大疆、派诺特、3DR等国内外一系列无人机公司推出针对普通大众的消费级无人机产品，无人机作为一个普通消费应用也得到了大众的认可和接受，越来越多的工程技术人员将多旋翼无人飞行器作为一个**的控制系统来进行学习和研究。本书主要围绕多旋翼无人机的飞控系统设计，从嵌入式的基础知识开始，深入浅出地介绍了无人机的基本知识和硬件构成，重点介绍了无人机的飞控系统原理、基础和开发流程，针对飞行器系统的状态解算介绍了几种不同的解算方法，并给出相应的实际代码例程。本书从各方面对无人机系统的设计进行阐述，并提供了前沿的知识和信息，既有初学者希望了解的基础知识，也有行业研究者所希望深入了解的算法分析，以及室内定位SLAM原理等。
除了正文部分，本书还提供了丰富的附录，包括四旋翼无人机的组装、无刷电机与电调的相关知识、无人机实验室的相关研发调试设备，以及业界流行的开源飞控的相关知识，甚至包括无人机的相关应用，让读者能够更全面地熟悉和了解整个无人机行业的生态系统。
本书特别适合作为高等院校自动化、计算机、电子工程等相关**“多旋翼无人飞行器设计”课程的教材，也可供从事嵌入式系统开发与应用的工程技术人员参考。

第1章多旋翼无人机基础知识

 

1.1无人机的介绍

 

1.2无人机的分类与管理

 

1.3无人机与航空模型的区别

 

1.4多旋翼无人机的发展历史

 

1.5多旋翼无人机的组成

 

1.5.1机架系统

 

1.5.2动力系统

 

1.5.3动力电源与充电系统

 

1.5.4电子调速器

 

1.5.5飞行控制系统

 

1.5.6遥控器和遥控接收机

 

1.5.7遥测链路数传系统

 

1.5.8光流定位系统

 

1.5.9**卫星导航系统

 

1.5.10高度计

 

1.5.11导航系统

 

1.5.12无线图传系统

 

1.5.13地面站控制系统

 

1.5.14任务载荷云台和摄像头

 

1.5.15避障系统

 

1.5.16虚拟现实和增强现实系统

 

1.6多旋翼飞行器的结构和飞行原理

 

1.6.1多旋翼飞行器的机身布局

 

1.6.2多旋翼飞行器的旋翼结构

 

1.6.3多旋翼飞行器的飞行原理

 

1.6.4多旋翼的优缺点

 

1.7开源飞控简介

 

第2章飞行控制系统核心硬件

 

2.1ARM Cortex�睲4架构

 

2.1.1ARM内核

 

2.1.2Cortex�睲4内核

 

2.1.3以ARM Cortex�睲4为核心的微控制器

 

2.2STM32F4系列微控制器

 

2.3飞行控制系统硬件架构设计与原理

 

2.3.1遥控接收机接口

 

2.3.2电调输出接口

 

2.3.3传感器接口

 

2.3.4GNSS接口

 

2.3.5SWD调试口

 

2.3.6**声波接口

 

2.3.7系统供电

 

2.3.8遥测数传

 

2.3.9其他功能和扩展接口

 

2.4“光标”飞控PCB的布局设计

 

2.5飞控系统硬件设计注意事项

 

第3章嵌入式实时操作系统和FreeRTOS

 

3.1实时操作系统简介

 

3.1.1实时操作系统的定义

 

3.1.2实时操作系统的特征

 

3.2实时操作系统在飞控系统中的重要性

 

3.3FreeRTOS实时操作系统

 

3.3.1FreeRTOS简介

 

3.3.2FreeRTOS的特点

 

3.3.3FreeRTOS架构概述

 

3.4调度策略

 

3.4.1FreeRTOS支持的调度方式

 

3.4.2调度器简介

 

3.4.3抢占式调度器

 

3.4.4时间片调度器

 

3.5任务及任务优先级

 

3.5.1任务和协程(Co�瞨outines)

 

3.5.2任务状态

 

3.5.3任务优先级

 

3.5.4任务优先级分配方案

 

3.6任务间通信——信号量

 

3.6.1信号量的概念及其作用

 

3.6.2FreeRTOS任务间计数信号量的实现

 

3.6.3FreeRTOS中断方式计数信号量的实现

 

3.6.4计数信号量API函数

 

3.7任务间通信—消息队列

 

3.7.1消息队列的概念及其作用

 

3.7.2FreeRTOS任务间消息队列的实现

 

3.7.3FreeRTOS中断方式消息队列的实现

 

3.7.4消息队列API函数

 

3.8任务间通信——互斥信号量

 

3.8.1互斥信号量的概念及其作用

 

3.8.2优先级翻转问题

 

3.8.3FreeRTOS互斥信号量的实现

 

3.8.4互斥信号量API函数

 

3.9飞控系统的任务规划与5环控制

 

第4章飞行控制系统的定时器

 

4.1STM32F407的系统时钟配置

 

4.1.1STM32F4的系统时钟树

 

4.1.2STM32F4的系统时钟初始化

 

4.1.3STM32F4的系统时钟使能和配置

 

4.2ST微控制器的定时器模块

 

4.2.1**控制定时器(Advanced�瞔ontrol Timers)

 

4.2.2通用定时器(General�瞤urpose Timers)

 

4.2.3基本定时器(Basic Timers)

 

4.3任务调度定时器

 

4.4遥控器PWM编码和定时器输入捕获

 

4.5电子调试器的输出控制PWM和定时器输出比较模式

 

第5章飞控系统的传感器

 

5.1飞控系统的传感器

 

5.2ST微控制器的I2C驱动

 

5.2.1I2C简介

 

5.2.2I2C驱动在STM32中的硬件实现

 

5.2.3I2C驱动在STM32中的软件实现

 

5.3加速度计的原理和测量信息

 

5.3.1加速度计的原理

 

5.3.2加速度计的测量信息

 

5.4加速度计原始数据采集、校准和滤波

 

5.4.1加速度计原始数据采集

 

5.4.2加速度计校准

 

5.5陀螺仪的原理和测量信息

 

5.5.1陀螺仪的原理

 

5.5.2陀螺仪的测量信息

 

5.6陀螺仪的原始数据采集、校准和滤波

 

5.6.1陀螺仪原始数据采集

 

5.6.2陀螺仪校准

 

5.6.3加速度计与陀螺仪的滤波

 

5.7磁力计的工作原理和测量信息

 

5.7.1磁力计的原理

 

5.7.2磁力计的测量信息

 

5.8磁力计的原始数据采集、校准和滤波

 

5.8.1磁力计原始数据采集

 

5.8.2磁力计校准

 

5.8.3磁力计的滤波

 

5.9**声波传感器简介

 

5.9.1**声波传感器原理

 

5.9.2**声波传感器简介

 

5.10**声波传感器的数据采集驱动和滤波

 

5.10.1**声波传感器数据采集驱动

 

5.10.2**声波传感器的滤波......................

四旋翼无人飞行器设计

四轴飞行器是一种无人飞行器，也是一种智能机器人，“四轴”指飞行器的动力由4个旋翼式的飞行引擎提供。人们对于四轴飞行器的研究从军用到民用、商用领域都有涉及。近几十年来，随着现代控制理论与电子控制技术的发展，运用现代控制技术，使用电机代替油动力引擎进行四轴飞行器控制研究。本书利用主流控制器STM32系列微处理器平台，从设计的方案论证、器件选型、代码调试的全过程对四轴飞行器设计透彻细致地讲解，读者可以根据书中给出的电路和代码自行设计。本书可作为电子、通信及控制等相关**的参考书，也可以作为相关技术人员的技术参考书。
第1章简介 

1.1四旋翼飞行器发展历史 

1.2四旋翼飞行器的研究现状 

1.3四旋翼飞行器的主要应用 

第2章四旋翼飞行器的控制原理 

2.1四旋翼飞行器的结构 

2.2四旋翼飞行器的运动控制方法 

2.3四旋翼飞行器各部分的工作原理 

2.3.1飞行姿态与升力关系 

2.3.2飞行姿态的测量 

2.3.3加速度传感器工作原理及角度测量 

2.3.4陀螺仪传感器工作原理及角度测量 

2.3.5磁力计传感器工作原理及测量方法 

2.4姿态解算方法 

2.4.1互补滤波算法 

2.4.2卡尔曼滤波算法 

2.4.3DMP姿态数据获取 

2.5PID控制算法 

2.5.1PID概述 

2.5.2四轴飞行器PID控制器设计 

第3章硬件设计 

3.1协议预备知识 

3.1.1SPI总线 

3.1.2I2C总线 

3.1.3USART总线 

3.2总体设计 

3.2.1遥控器电路基本框架 

3.2.2飞行器主控电路基本框架 

3.3飞行器主控电路*小系统设计 

3.3.1基本原理 

3.3.2硬件电路设计 

3.4姿态传感器模块 

3.4.1基本原理 

3.4.2硬件电路设计 

3.5无线通信模块 

3.5.1基本原理 

3.5.2硬件电路设计 

3.6定高模块 

3.6.1**声波定高模块 

3.6.2气压计定高模块 

3.7电机及驱动模块 

3.7.1基本原理 

3.7.2硬件电路设计 

3.8遥控器模块设计 

3.8.1基本原理 

3.8.2硬件电路设计 

3.9电源模块选择 

3.10四轴飞行器的组装 

3.10.1电机、浆、电池、机型的相互关系 

3.10.2机架的组装 

第4章软件设计 

4.1软件预备知识 

4.1.1刚体的空间角位置描述 

4.1.2用欧拉角描述定点转动刚体的角位置 

4.1.3四元数 

4.1.4控制与滤波算法 

4.2主控程序初始化设置及说明 

4.2.1SPI的I/O口初始化实现 

4.2.2IIC的I/O口初始化实现 

4.2.3定时器初始化实现 

4.2.4电子调速器初始化实现 

4.3姿态传感器软件设计 

4.3.1软件设计基本思路 

4.3.2DMP 

4.3.3代码实现及解析 

4.4气压计软件设计 

4.4.1软件设计基本思路 

4.4.2代码实现及解析 

4.4.3自主高度控制的实现 

4.5遥控器软件设计 

4.5.1软件设计基本思路 

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆