店铺公告
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| 书名： | 四旋翼无人飞行器设计（第2版）（清华开发者书库） |
| 出版社： | 清华大学出版社 |
| 出版日期 | 2020 |
| ISBN号： | 9787302538899 |
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| 本书以四旋翼无人飞行器为例，主控制器采用STM32系列微处理器，从设计方案论证到器件选型等过程，对四旋翼飞行器设计进行了透彻细致的讲解，并介绍了四旋翼飞行器图像采集处理，详细地阐述了图像处理的过程。另外，采用μC/OSⅢ系统重新梳理了代码，使得飞行器控制更加稳定。读者可以根据书中给出的电路和代码自行设计。 |
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| 冯新宇：从事嵌入式系统项目开发和相关教学工作。曾主持或参与嵌入式相关课题与项目开发20余项；近10年来一直作为指导教师参与全国电子设计大赛、飞思卡尔电子设计大赛、黑龙江省电子设计大赛等工作，所指导的学生多次获得各种赛事重大奖励。个人代表性著作有《ADS2009射频电路设计与仿真》《ARM 9嵌入式开发基础与实例进阶》与《ARM Cortex-M3体系结构与编程》）。 |
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| 本书系统论述了四旋翼飞行器的基本原理，基本控制方法，本书从四旋翼飞行器的遥控器设计、四旋翼飞行器核心板设计以及陀螺仪、气压计等相关电路的设计和原理讲解，从零开始一点一点实现四旋翼飞行器的设计，同时还给出了上位机的软件代码，项目都提供了全部源代码，可直接拿来二次开发，用于课程设计或科研项目。本书配套提供了全部设计源代码、设计图纸及演示视频，方便读者学习使用，欢迎读者参与进来，和广大的STM32爱好者共同学习，及时解决设计中遇到的问题。 |
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| 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 2.5.2四旋翼飞行器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 3.1.2IIC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飞行器主控电路最小系统设计 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超声波定高模块 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 3.10四旋翼飞行器的组装 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 4.2μC/OSⅢ系统 4.2.1采用μC/OSⅢ操作系统的必要性 4.2.2μC/OSⅢ文件结构 4.2.3典型μC/OSⅢ应用示例 4.3主控程序初始化设置及说明 4.3.1SPI的I/O口初始化实现 4.3.2IIC的I/O口初始化实现 4.3.3定时器初始化实现 4.3.4电子调速器初始化实现 4.4姿态传感器软件设计 4.4.1软件设计基本思路 4.4.2DMP 4.4.3代码实现及解析 4.5气压计软件设计 4.5.1软件设计基本思路 4.5.2代码实现及解析 4.5.3自主高度控制的实现 4.6遥控器软件设计 4.6.1软件设计基本思路 4.6.2无线模块代码实现及解析 4.6.3摇杆代码实现及解析 4.7摄像头软件设计 4.7.1软件设计基本思路 4.7.2摄像头的数据读取 4.8上位机设计 4.8.1帧头检测模块 4.8.23D模型路径模块 4.8.33D模型属性设置模块 4.8.4陀螺仪3D数据显示模块 第5章四旋翼飞行器图像采集处理专题 5.1总体概述 5.2图像算法 5.2.1自适应中值滤波算法 5.2.2Sobel边缘提取算法 5.2.3OTSU二值化算法 5.2.4并行Zhang图像细化算法 5.2.5概率累加霍夫变换算法 5.3实验结果及分析 附录A调试、问题解析及改进方向随想 附录BSTM32F4最小系统电路图 附录C遥控器电路 附录D飞控板连接电路 参考文献 |
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| 第2版前言 制作的过程做了一个记录，形成了本书的第1版。由于时间仓促，第1版中图像处理部分写得较为模糊，读者在学习过程中也反映这部 分内容还需要细化，使之更加通俗易懂。结合目前成熟的图像处理算法，我们融合形成适合四旋翼飞行控制图像采集处理的一系列算 法，重新整理一章“四旋翼飞行器图像采集处理专题”作为补充。这部分内容从滤波算法、边沿提取、二值化、图像细化等方面循序 渐进地讨论了每个处理步骤的必要性，供广大读者探讨学习。 代码。实时操作系统内容涉及较广，本书第2版仅采用一个小节的篇幅进行了简单的说明，而更详细的内容还需要读者查看相关的资 料，望广大读者谅解。 器对质量、机械结构的要求都较高，所以程序在使用过程中，重要的参数需要反复调整，读者在学习过程中需要一个个调试硬件模块 ，按飞行器整体调试步骤，在安全情况下进行调试，切不可将飞行器直接组装完成后上电飞行。四旋翼飞行器入门的过程较难，本书 不适合没有基础的学生学习，对于大二、大三的学生，需要自学电路、C语言、STM32控制器等知识，因为这些基础知识本书都一带而 过。 付刚、蒋洪波、周昱江。
在第2版修订过程中得到了广大读者的支持，很多读者给出了中肯的建议，本书配有软件、电路、PPT等电子素材，相关资料可扫 描右方二维码下载。同时这本书的很多资料来源于一些知名网络论坛和优秀的参考书籍，没有这些作者，我们很难在短时间内完成本 书，在此一并感谢！ 作者
无人直升机(旋转翼无人机)从20世纪50年代出现至今，它的发展较为缓慢，但是，随着相关技术的发展和应用，无人机飞行器领域迎 来了革命性的巨变，其中无人直升机的研究和发展也迎来了一个全新的时代。无人直升机的功能越来越全面，体积越来越小，在军事 领域和民用领域共同发展。 们增加一些功能，制作PCB的全部设计，使四旋翼飞行器飞控相对稳定，又结合实验室的一些项目，把上位机等相关的内容也添加进 来，现斗胆把自己的一些心得写成一本书和大家分享。 是为了达到提高学生动手实践能力的目的，特别是针对电子类相关专业的本科生。如果学生能照着本书指导做一个，调试出来，就能 学到很多知识。例如，利用LabVIEW学习上位机软件设计，对于非计算机专业的学生还是挺实用的。 研究和完善。互联网有很多优秀开源的代码，读者只要认真地熟读一个完整代码，其他的问题就会迎刃而解。入门的过程较难，特别 是对于大学二年级与三年级的学生，需要自学的东西较多。 的同学和同事。 编者 |
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