多旋翼无人飞行器嵌入式飞控开发指南
￥ 33 4.8折 ￥ 69 九五品
仅1件
作者林庆峰,谌利,奚海蛟
出版社清华大学出版社
ISBN9787302472568
出版时间2017-09
版次1
装帧平装
开本16开
纸张胶版纸
页数356页
字数99999千字
定价69元
上书时间2024-05-01
商品详情
- 品相描述：九五品
- 商品描述
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基本信息
书名:多旋翼无人飞行器嵌入式飞控开发指南
定价：69.00元
作者:林庆峰,谌利,奚海蛟
出版社：清华大学出版社
出版日期：2017-09-01
ISBN：9787302472568
字数：570000
页码：356
版次：1
装帧：平装
开本：128开
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编辑推荐
内容提要
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经典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。 n 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。 n 本书特别适合作为高等院校自动化、计算机、电子工程等相关专业“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。 n
目录
目录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.5.2动力系.5.3动力电源与充电系.5.4电子调速器1.5.5飞行控制系.5.6遥控器和遥控接收机1.5.7遥测链路数传系.5.8光流定位系.5.9全球卫星导航系.5.10高度计1.5.11导航系.5.12无线图传系.5.13地面站控制系.5.14任务载荷云台和摄像头1.5.15避障系.5.16虚拟现实和增强现实系.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 CortexM4架构2.1.1ARM内核2.1.2CortexM4内核2.1.3以ARM CortexM4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超声波接口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FreeRTOS3.1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(Coroutines)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高级控制定时器(Advancedcontrol Timers)4.2.2通用定时器(Generalpurpose 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超声波传感器简介5.9.1超声波传感器原理5.9.2超声波传感器简介5.10超声波传感器的数据采集驱动和滤波5.10.1超声波传感器数据采集驱动5.10.2超声波传感器的滤波5.11气压传感器简介5.12气压传感器的数据采集驱动5.13激光测距测高传感器5.14视觉传感器5.14.1光流5.14.2视觉里程计第6章状态估计6.1组合导航6.2飞行器的坐标系6.3方向余弦矩阵和欧拉角6.3.1方向余弦矩阵6.3.2姿态与欧拉角6.3.3欧拉角的定轴转动表示矩阵6.4四元数6.4.1四元数的定义6.4.2四元数与旋转的关系6.5四元数的姿态估计6.6卡尔曼滤波6.7扩展卡尔曼滤波6.8几种算法的总结比较第7章线性控制系统PID控制算法7.1控制理论与PID线性控制系统原理7.1.1比例控制7.1.2积分控制7.1.3微分控制7.2飞控算法PID框架设计7.3飞控算法外环PID实现7.4飞控算法内环PID实现7.5信号滤波7.5.1移动平滑滤波7.5.2FIR滤波7.5.3IIR滤波7.6PID参数的调试7.6.1飞控的PID参数7.6.2调试步骤第8章油门和高度控制8.1油门输入曲线8.2油门解锁功能8.3油门权重分配和电调输出8.4高度控制第9章自主导航系统9.1自主导航概述9.2室内定位9.2.1室内定位技术9.2.2视觉导航9.2.3SLAM简介9.2.4视觉SLAM闭环检测与后端优化9.3室外GPS定位和NEMA实现9.3.1GPS定位系统的基本工作原理9.3.2单点定位9.3.3相对定位9.3.4差分定位9.3.5GPS标准协议NEMA9.4航路规划9.4.1航线规划9.4.2轨迹规划9.5SINS/GPS组合导航的模型和算法9.5.1SINS和GPS接收机的误差模型9.5.2SINS/GPS松组合的状态方程和量测方程9.5.3SINS/GPS紧组合的状态方程和量测方程9.5.4方程离散化和卡尔曼滤波9.6避障系统9.6.1避障使用的传感器9.6.2避障算法9.6.3避障过程中存在的问题0章遥测数传通信链路10.1通用数传模块分类及其性能10.1.1无人机数传模块简介10.1.2调制方式的划分10.1.3传输距离及其影响因素10.2ST微控制器的串口通信和数传模块硬件接口10.2.1ST微控制器的串口通信10.2.2数传模块的硬件接口10.3简单通信信源编码协议及其实现10.3.1信源编码10.3.2串口通信协议10.4MAVLink协议实现10.4.1MAVLink协议简介10.4.2MAVLink数据包结构10.4.3MAVLink消息帧讲解10.4.4MAVLink消息帧发送与解析10.5地面站数据接收与数据解析10.5.1PC端地面站数据采集与存储10.5.2Android地面站数据接收10.5.3Android地面站数据存储与分析1章其他辅助功能11.1参数存储、在线更新与加载11.2调试LED11.3失控保护功能11.4手机WiFi控制11.5手机蓝牙控制11.6第一人称视角FPV控制11.6.1FPV的定义11.6.2FPV的设备组成11.6.3FPV眼镜与VR眼镜的区别11.7无人机应用领域11.7.1拍照摄影11.7.2植保无人机11.7.3电力巡检11.7.4环保领域的应用2章基于STM32F4的基础程序开发12.1处理器STM32F4简介12.1.1系统总线12.1.2系统接口12.2开发环境简介12.2.1软件安装12.2.2工程创建12.2.3软件介绍12.2.4程序调试12.3STM32固件库12.3.1固件库介绍12.3.2固件库移植12.4LED显示12.4.1硬件设计12.4.2软件设计12.4.3实验现象12.5USART串口的使用12.5.1硬件设计12.5.2软件设计12.5.3实验现象12.6ADC模数转换器12.6.1软件设计12.6.2实验现象12.7定时器中断12.7.1定时器中断的原理12.7.2软件设计12.7.3实验现象12.8FreeRTOS实时操作系统简介12.8.1FreeRTOS基础应用12.8.2FreeRTOS实例12.8.3实验现象12.9FreeRTOS操作EEPROM12.9.1程序设计12.9.2实验现象12.10FreeRTOS操作MPU605012.10.1软件设计12.10.2实验现象12.11FreeRTOS操作磁力计12.11.1软件设计12.11.2实验现象12.12FreeRTOS操作气压计12.12.1软件设计12.12.2实验现象附录AF450四旋翼飞行器DIY组装流程A.1材料清单A.2焊接电机A.3机架的安装A.4飞控模块安装A.5电调行程校准A.6电调、遥控接收机、数传模块与飞控的连接A.7遥控操作说明A.8图传系统连接附录B无刷电机与电子调速器介绍B.1无刷直流电机B.2电子调速器换相的相关知识B.3电调启动频率附录C无人机实验室研发调试设备C.1FH550四旋翼无人机研发系统C.2应用级无人机系统C.3高级航拍数字图传系统C.4便携式地面测控站系统C.5高级飞行器3自由度姿态算法验证系统C.6高级飞行器动力系统扭矩测量系统C.7高级飞行器动力系统拉力测量系统C.8微机电传感器测量校准平台C.9工业级数据处理中心附录D电子罗盘椭球校准算法代码实例参考文献
作者介绍
作者简介林庆峰 吉林大学交通学院博士毕业，清华大学汽车工程系博士后，密歇根大学访问学者，现任教于北京航空航天大学交通科学与工程学院。主要研究方向为智能汽车、驾驶辅助系统。出版、参编专著与教材多部。谌利 北京航空航天大学电子信息工程学院硕士毕业，现任职于武汉飞航科技有限公司副总经理，负责领导公司研发团队。主要研究方向为嵌入式微处理器，通信与信息系统。出版《深入浅出Coldfire系列 32位嵌入式微处理器》、《ARM 认证工程师应试指南》等专著与教材多部。奚海蛟 北京航空航天大学电子信息工程学院博士毕业、博士后，武汉飞航科技有限公司创始人。主要研究方向为飞行器仿真、嵌入式与物联网技术。曾获首届中国航空创业大赛一等奖、中国航空创新创业大会奖等多项奖励，出版物联网、嵌入式技术等等专著与教材10余部。
序言
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【封面】
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