无人机设计与开发实战——基于Paparazzi的小型四旋翼(微课视频版)
理论+实践,提供微课视频、源代码、教学课件、教学大纲、教案、教学进度表。提供课件、源码

作者:苏立军 齐晓慧 主编 董海瑞 席雷平 朱红娟 副主编

丛书名:清华科技大讲堂

定价:89.9元

印次:1-2

ISBN:9787302538189

出版日期:2022.07.01

印刷日期:2024.01.25

图书责编:陈景辉

图书分类:教材

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本书从实际设计角度出发,以开源飞行控制软件Paparazzi为开发工具,系统地介绍了四旋翼无人机设计中的硬件基础知识、软件基础知识以及相关的控制理论等,通过对Paparazzi程序代码的解析和参数整定,阐述四旋翼无人机设计中理论知识和应用实践相互结合的主要方法。 本书可作为自动控制、无人机工程等相关专业本科生或研究生的教学用书,也可供相关领域的工程技术人员和研究人 员参考。

苏立军,2007年在哈尔滨理工大学获硕士学位,现任教与陆军工程大学石家庄校区。曾参与多项科研项目,获军队科技进步三等奖2项,发表学术论文10余篇,出版教材1部。现主要研究四旋翼无人机和软翼无人机的系统辨识与自适应控制。�

前言 四旋翼无人机也称为四旋翼、四轴或四轴飞行器,是一种能够自由悬停、垂直起降、结构简单且易于控制的无人机。随着微机电技术的成熟,四旋翼无人机实现了小型化。四旋翼无人机的设计是一个系统工程,其中涉及机械、电子、电路设计、空气动力学、无线通信、嵌入式软件设计、滤波理论、控制理论、导航技术以及基础的航模知识等多方面的技术和理论。近年来,针对四旋翼无人机的开发和设计,涌现出一批开源硬件和软件产品。从软件的可读性、模块化、可移植性以及功能的完备性等多方面考虑,Paparazzi是诸多开源软件中较为优秀的一个。编者在使用Paparazzi设计开发四旋翼飞行的过程中积累了一些相关理论和技术的学习笔记,现将这些比较零散的知识整理成册,希望对想要学习或从事四旋翼无人机设计的人员能有一定参考价值。 本书以Paparazzi开源实现为主线,贯穿小型四旋翼无人机设计与开发的有关内容,主要从硬件设计、软件编程和原理算法分析等方面进行阐述。 全书分基础知识篇和实践应用篇两部分。基础知识篇包括第1~5章,主要介绍四旋翼无人机的飞行原理、硬件、C语言、坐标系、数学模型和控制理论等在四旋翼无人机设计与开发中涉及的基础知识。 其中,第1章为四旋翼无人机概述,介绍四旋翼无人机的起源、发展、基本飞行原理以及常见的四旋翼无人机的开源项目; 第 2章介绍四旋翼无人机的硬件,包括机架、电机、电子调速器、螺旋桨、电池、遥控器、数传模块、 Lisa系列自动驾驶仪、常用的微控制器等模块的主要性能和特点; 第3章主要介绍C语言的不同语言标准,以及在Paparazzi中所使用的GCC编译器的部分...

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基 础 知 识 篇

第1章四旋翼无人机概述

1.1四旋翼无人机

1.2四旋翼无人机的起源和发展

1.3四旋翼无人机的飞行原理

1.3.1四旋翼无人机的结构布局

1.3.2四旋翼无人机的飞行

1.4四旋翼无人机的开源项目

1.4.1硬件部分

1.4.2软件部分

1.5Paparazzi简介

1.5.1Paparazzi的开源硬件

1.5.2Paparazzi的开源软件

小结

第2章四旋翼无人机的硬件

2.1机架

2.1.1机架支臂的材质

2.1.2机架的其他性能指标

2.2电机

2.2.1直流有刷电机

2.2.2直流无刷电机

2.3电子调速器

2.3.1电子调速器的硬件

2.3.2电子调速器的软件

2.4螺旋桨

2.5电池

2.6遥控器

2.7数传模块

2.7.13DRRadio数传电台

2.7.2XBee数传电台

2.8Lisa系列自动驾驶仪

2.8.1Lisa/L系列自动驾驶仪

2.8.2Lisa/S系列自动驾驶仪

2.8.3Lisa/M系列自动驾驶仪

2.8.4Aspirin IMU模块

2.9常用的微控制器简介

2.9.1STM32F105RCT6微控制器

2.9.2STM32F405RGT6微控制器

2.10常用传感器芯片简介

2.10.1三轴陀螺仪和加速度计MPU60X0

2.10.2三轴磁强计HMC58...

本书基于Paparazzi环境开发,以Paparazzi开源项目为例,从多个方面阐述了四旋翼无人机的理论算法和软件实现,较系统地阐述必要的基础知识,配以工程实践介绍开发流程,做到理论与实践紧密结合。内容详实、案例丰富,配以视频精讲,手把手带你实现基于Paparazzi的小型四旋翼无人机设计与开发。