內容簡介

　　本書主要講述如何自己動手製作（DIY）一個微型多鏇翼飛行器。書中內容主要分四篇：第一篇主要介紹飛行器的相關基礎知識，讓讀者對多鏇翼飛行器有個感性的認知；第二篇重點介紹飛行器的硬件平颱，包括模塊詳細解說、實物組裝、固件下載方法和飛行器的操作說明等；第三篇重點介紹飛行器的軟件開發環境、軟件各個功能部分的講解和各個模塊部分的連接、飛控係統的核心算法等；第四篇介紹多鏇翼飛行器的拓展，控製操作入門和技巧，以及其在不同行業的應用。

　　本書配套資料裏麵包含瞭微型多鏇翼飛行器的代碼，同時也包含遙控器代碼。這些代碼均有詳細的注釋，讀者可參考它設計自己的固件，亦可通過書中介紹的方法，將編譯後的代碼下載到飛行器和遙控器中來體驗飛行。

　　本書主要針對未入門而有強烈意願DIY的飛行器愛好者和即將參加賽事的大學生朋友，引導他們著手進行設計；也可供初中生和高中生課外閱讀，以培養興趣和提高動手能力。

目錄

第一篇基礎篇

第1章多鏇翼飛行器的起源與發展2

第2章多鏇翼飛行器的工作原理和組成8

2.1多鏇翼飛行器的工作原理8

2.2多鏇翼飛行器的基本組成10

2.2.1電機10

2.2.2電調11

2.2.3正反槳12

2.2.4電池13

2.2.5機架14

2.2.6遙控器15

2.2.7飛控16

第3章烈火微型四鏇翼飛行器介紹18

3.1初識四軸飛行器18

3.2摺騰的開始24

3.3順利起飛25

3.4進階27

3.5微型飛行器40

第二篇硬件篇

第4章烈火飛行器硬件平颱44

4.1烈火飛行器硬件資源介紹44

4.2烈火飛行器原理圖解讀49

第5章DIY遙控器硬件平颱55

5.1DIY遙控器硬件資源介紹55

5.2DIY遙控器原理圖解讀56

第6章烈火飛行器的硬件實物與組裝59

6.1飛行器的組裝60

6.2遙控器的組裝67

第7章烈火飛行器固件下載和使用說明71

7.1SWD模式71

7.2串口ISP模式74

7.3烈火飛行器操作說明77

7.3.1搖杆對中及傳感器校正78

7.3.2開機順序78

7.3.3微調鏇鈕79

7.3.4關機順序79

7.3.5鎖尾模式79

7.3.6LED開關79

7.3.7電池電量檢測79

7.3.8電池充電79

第三篇軟件篇

第8章開發環境之RVMDK82

8.1新建工程指導82

8.2開發環境介紹91

8.2.1開發周期93

8.2.2μVision5集成開發環境94

8.3下載與調試94

第9章STM32交叉編譯環境Eclipse98

9.1ARM嵌入式交叉編譯工具鏈98

9.2Cygwin工具安裝99

9.3JRE + Eclipse安裝107

第10章軟件設計之各功能模塊實驗112

10.1STM32時鍾112

10.2LED指示燈實驗120

10.3STM32的USART實驗125

10.3.1相關介紹125

10.3.2程序講解126

10.4STM32的ADC與DMA實驗131

10.4.1相關介紹131

10.4.2用到的GPIO131

10.4.3代碼講解132

10.5STM32的 PWM驅動電機實驗136

10.5.1相關介紹136

10.5.2用到的GPIO136

10.5.3代碼講解137

10.6STM32與MPU6050 I2C通信實驗140

10.6.1MPU6050介紹140

10.6.2I2C總綫介紹148

10.6.3模擬I2C驅動詳解149

10.7STM32與 NRF24L01 SPI通信實驗158

10.7.1SPI總綫相關介紹158

10.7.2NRF24L01介紹158

10.7.3用到的GPIO165

10.7.4程序詳解166

第11章飛行器的姿態解算174

11.1姿態解算的意義174

11.2飛行器姿態錶示方法174

11.2.1鏇轉矩陣和歐拉角、轉軸轉角錶示法174

11.2.2四元數錶示法176

11.2.3四元數運動學方程178

11.3互補濾波算法180

11.4基於四元數的姿態解算互補濾波算法182

第12章PID算法在多鏇翼飛行器上的應用186

12.1PID算法介紹186

12.1.1反饋的基本概念187

12.1.2曆史及應用187

12.1.3公式定義188

12.2飛行器PID參數調試191

12.2.1各方法的簡介192

12.2.2PID調試軟件193

12.2.3PID控製的限製194

12.2.4PID算法的修改194

12.2.5串級PID控製器196

12.2.6其他PID的形式及其錶示法196

12.2.7飛行器PID參數調試199

第13章上位機功能介紹201

13.1上位機環境201

13.2上位機與飛行闆的通信202

13.3加速度計和陀螺儀的校準204

13.4PID參數的調試204

13.5遙控器的數據監視204

第14章飛行器的軟件實現206

14.1主函數206

14.2主循環中運行頻率為1 000 Hz的任務209

14.3主循環中運行頻率為500 Hz的任務217

14.4主循環中運行頻率為250 Hz的任務219

第15章遙控器的軟件實現222

15.1遙控器的作用222

15.2遙控器的初始化223

15.3主循環中運行頻率為500 Hz的任務225

15.4主循環中運行頻率為100 Hz的任務228

15.5主循環中運行頻率為25 Hz的任務229

15.6主循環中運行頻率為4 Hz的任務231

15.7串口數據的處理233

第四篇拓展篇

第16章飛行器控製操作入門242

16.1練習“對尾飛行”242

16.2練習“對頭飛行”245

16.3練習飛航綫245

第17章微型四鏇翼的航拍和FPV246

17.1微型四鏇翼的航拍246

17.2微型四鏇翼的FPV249

第18章深入算法研究251

18.1四軸飛行器動力學251

18.2四軸飛行器的綫性化控製方法 253

18.3卡爾曼濾波器介紹254

18.3.1係統模型254

18.3.2卡爾曼濾波方程255

18.3.3卡爾曼濾波器在四軸飛行器上的應用255

第19章多鏇翼飛行器的應用258

19.1在影視行業的應用258

19.2在消防行業的應用259

19.3在電力行業的應用260

19.4在農業行業的應用261

19.5在快遞行業的應用261

19.6在載人多鏇翼飛行器262

參考文獻265

前言/序言

　　從開始做微型多鏇翼飛行器以來，我經常和一大批有著同樣愛好的朋友們互相交流，他們走著我曾經走過的路，也經曆著我所經曆過的坎坷。無論我在何壇何群，總有朋友追問著很多重復的問題，未能全部一一解答很是抱歉。也正是因為如此，一直以來都想寫點東西給他們，但因時間和精力所限都沒能讓我提筆。終於，北京航空航天大學齣版社給瞭我這次機會，我甚是激動並深錶感謝，於是拋開所有阻擾開啓瞭這段思想旅程……

　　每當在論壇分享我的成果時，總能得到滿滿的支持，這也是我能排除萬難一直堅持到現在的動力。而我唯一能迴饋他們的就是分享我的經驗使他們不再經曆我的痛楚。所以在開啓本書時，一段電影似的迴憶會進入你的腦海，那是我與微型多鏇翼飛行器從認識到熟知再到成為我生命中一部分的曆程，猶如一對戀人從相識到相知再到相戀。

　　硬件設計方麵，剛接觸的朋友們總有很多不明白的地方，故我在書中對常常被提及的問題做瞭說明。這不僅僅需要理論知識的支持，更多的是需要理論與實踐的有機結閤，它是靠實際經驗做依托的。比如在群裏，多次有人問到數字電源地與模擬電源地為何隔離的問題，為瞭讓朋友們更好地理解，我在書中用到瞭形象比喻，雖說不一定準確，但相信能對大傢有所幫助。

　　在設計飛行器時，難點之一是硬件方麵的設計，更多的難點無疑都指嚮數據融閤和各種算法。網上的資料對此都是泛泛而談，很少有一些更為具體的應用，想深入涉足飛行器的朋友常常望洋興嘆。為此，我們團隊從最基本的開始，對各個模塊逐一講解說明，帶領大傢一起DIY屬於自己的多鏇翼飛行器。

我自己在京東圖書倉實習時買的。自己撿貨自己打包，自己給自己發貨，感覺不錯，書的紙張印刷都非常好，書都是正版

還不錯，不過內容中很多雜亂的東西

通俗易懂，是很好的一本書

書不錯，就是內容需要點基礎

東西很好

一般吧，講的比較簡單

不錯

不錯，一如既往的好。哈哈哈

內容比較基礎，偏工程問題，如果理論再多一些就好瞭