多旋翼無人機嵌入式飛控開發實戰

奚海蛟，畢業於北京航空航天大學，分別獲飛機設計專業學士學位、機器人技術專業碩士學位、通信與信息系統專業博士學位，博士後出站於北京航空航天大學。現任中國航空器擁有者與駕駛員協會（中國AOPA）技術總監、全國工業和信息化職業教育教學指導委員會電子信息分委會委員。長期從事嵌入式、無人機、物聯網、人工智能等領域的技術開發工作並創立了相關領域研發型企業，致力於嵌入式、無人機、物聯網、人工智能等領域的人才培養。

目 錄
第1章 無人機概述 1
1.1 無人機的基本組成 1
1.1.1 無人機的介紹 1
1.1.2 多旋翼無人機的基本組件 3
1.2 無人機的結構與飛控原理 8
1.2.1 無人機的機身佈局 8
1.2.2 無人機的旋翼結構 9
1.2.3 無人機的飛控原理 9
1.3 無人機的系統設計 12
1.3.1 飛控系統的硬件架構設計 12
1.3.2 飛控系統的硬件接口 13
1.3.3 飛控系統的軟件架構 18
第2章 無人機的首次飛行 21
2.1 地面站簡介 21
2.1.1 地面站軟件的基本功能 21
2.1.2 地面站軟件介紹 22
2.2 數據傳輸 23
2.2.1 開發原理 23
2.2.2 開發步驟 25
2.3 遙控鏈路 27
2.3.1 開發原理 28
2.4.2 開發步驟 30
2.4 飛控校準 32
2.4.1 開發原理 32
2.4.2 開發步驟 35
2.5 動力電池 40
2.5.1 開發原理 40
2.5.2 開發步驟 41
2.6 飛行操作 42
2.6.1 開發原理 42
2.6.2 開發步驟 42
第3章 無人機飛控系統的底層開發 44
3.1 無人機狀態指示燈的控制 44
3.1.1 開發原理 44
3.1.2 開發步驟 47
3.1.3 運行結果 54
3.2 無人機系統時鐘的配置 54
3.2.1 開發原理 55
3.2.2 開發步驟 57
3.2.3 運行結果 60
3.3 無人機電池電壓的讀取（ADC+DMA） 60
3.3.1 開發原理 60
3.3.2 開發步驟 66
3.3.3 運行結果 69
3.4 無人機控制信號的輸出（PWM輸出） 70
3.4.1 開發原理 70
3.4.2 開發步驟 73
3.4.3 運行結果 75
3.5 無人機遙控信號的接收（PWM輸入捕獲） 76
3.5.1 開發原理 76
3.5.2 開發步驟 77
3.5.3 運行結果 81
3.6 無人機數據的收發（USART+DMA） 81
3.6.1 開發原理 81
3.6.2 開發步驟 85
3.6.3 運行結果 90
3.7 無人機MAVLink消息的收發 90
3.7.1 開發原理 91
3.7.2 開發步驟 95
3.7.3 運行結果 96
3.8 通過I2C總線讀EEPROM 97
3.8.1 開發原理 97
3.8.2 開發步驟 99
3.8.3 運行結果 106
第4章 無人機飛控系統的應用開發 107
4.1 無人機無線數傳模塊的開發 107
4.1.1 開發原理 107
4.1.2 開發步驟 108
4.1.3 運行結果 113
4.2 加速計與陀螺儀的開發 115
4.2.1 開發原理 115
4.2.2 開發步驟 119
4.2.3 運行結果 147
4.3 磁力計的開發 148
4.3.1 開發原理 148
4.3.2 開發步驟 150
4.3.3 運行結果 160
4.4 氣壓計的開發 160
4.4.1 開發原理 161
4.4.2 開發步驟 162
4.4.3 運行結果 168
4.5 光流模塊的開發 169
4.5.1 開發原理 169
4.5.2 開發步驟 170
4.5.3 運行結果 175
4.6 遙控輸入的控制 176
4.6.1 開發原理 176
4.6.2 開發步驟 176
4.6.3 運行結果 185
4.7 電機的控制 186
4.7.1 開發原理 186
4.7.2 開發步驟 187
4.7.3 運行結果 189
第5章 無人機的飛控算法 191
5.1 無人機姿態解算 191
5.1.1 開發原理 191
5.1.2 開發步驟 201
5.1.3 運行結果 206
5.2 角速度、角度的PID控制器設計 206
5.2.1 開發原理 206
5.2.2 開發步驟 211
5.2.3 運行結果 216