四旋翼無(wú)人飛行器設(shè)計(jì)（第2版）

目錄


第1章簡(jiǎn)介

1.1四旋翼飛行器發(fā)展歷史

1.2四旋翼飛行器的研究現(xiàn)狀

1.3四旋翼飛行器的主要應(yīng)用

第2章四旋翼飛行器的控制原理

2.1四旋翼飛行器的結(jié)構(gòu)

2.2四旋翼飛行器的運(yùn)動(dòng)控制方法

2.3四旋翼飛行器各部分的工作原理

2.3.1飛行姿態(tài)與升力關(guān)系

2.3.2飛行姿態(tài)的測(cè)量

2.3.3加速度傳感器工作原理及角度測(cè)量

2.3.4陀螺儀傳感器工作原理及角度測(cè)量

2.3.5磁力計(jì)傳感器工作原理及測(cè)量方法

2.4姿態(tài)解算方法

2.4.1互補(bǔ)濾波算法

2.4.2卡爾曼濾波算法

2.4.3DMP姿態(tài)數(shù)據(jù)獲取

2.5PID控制算法

2.5.1PID概述

2.5.2四旋翼飛行器PID控制器設(shè)計(jì)

第3章硬件設(shè)計(jì)

3.1協(xié)議預(yù)備知識(shí)

3.1.1SPI總線

3.1.2IIC總線

3.1.3USART總線

3.2總體設(shè)計(jì)

3.2.1遙控器電路基本框架

3.2.2飛行器主控電路基本框架

3.3飛行器主控電路最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.3.1基本原理

3.3.2硬件電路設(shè)計(jì)

3.4姿態(tài)傳感器模塊

3.4.1基本原理

3.4.2硬件電路設(shè)計(jì)

3.5無(wú)線通信模塊

3.5.1基本原理

3.5.2硬件電路設(shè)計(jì)

3.6定高模塊

3.6.1超聲波定高模塊

3.6.2氣壓計(jì)定高模塊

3.7電機(jī)及驅(qū)動(dòng)模塊

3.7.1基本原理

3.7.2硬件電路設(shè)計(jì)

3.8遙控器模塊設(shè)計(jì)

3.8.1基本原理

3.8.2硬件電路設(shè)計(jì)

3.9電源模塊選擇

3.10四旋翼飛行器的組裝

3.10.1電機(jī)、漿、電池、機(jī)型的相互關(guān)系

3.10.2機(jī)架的組裝

第4章軟件設(shè)計(jì)

4.1軟件預(yù)備知識(shí)

4.1.1剛體的空間角位置描述

4.1.2用歐拉角描述定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的角位置

4.1.3四元數(shù)

4.1.4控制與濾波算法

4.2μC/OSⅢ系統(tǒng)

4.2.1采用μC/OSⅢ操作系統(tǒng)的必要性

4.2.2μC/OSⅢ文件結(jié)構(gòu)

4.2.3典型μC/OSⅢ應(yīng)用示例

4.3主控程序初始化設(shè)置及說(shuō)明

4.3.1SPI的I/O口初始化實(shí)現(xiàn)

4.3.2IIC的I/O口初始化實(shí)現(xiàn)

4.3.3定時(shí)器初始化實(shí)現(xiàn)

4.3.4電子調(diào)速器初始化實(shí)現(xiàn)

4.4姿態(tài)傳感器軟件設(shè)計(jì)

4.4.1軟件設(shè)計(jì)基本思路

4.4.2DMP

4.4.3代碼實(shí)現(xiàn)及解析

4.5氣壓計(jì)軟件設(shè)計(jì)

4.5.1軟件設(shè)計(jì)基本思路

4.5.2代碼實(shí)現(xiàn)及解析

4.5.3自主高度控制的實(shí)現(xiàn)

4.6遙控器軟件設(shè)計(jì)

4.6.1軟件設(shè)計(jì)基本思路

4.6.2無(wú)線模塊代碼實(shí)現(xiàn)及解析

4.6.3搖桿代碼實(shí)現(xiàn)及解析

4.7攝像頭軟件設(shè)計(jì)

4.7.1軟件設(shè)計(jì)基本思路

4.7.2攝像頭的數(shù)據(jù)讀取

4.8上位機(jī)設(shè)計(jì)

4.8.1幀頭檢測(cè)模塊

4.8.23D模型路徑模塊

4.8.33D模型屬性設(shè)置模塊

4.8.4陀螺儀3D數(shù)據(jù)顯示模塊

第5章四旋翼飛行器圖像采集處理專題

5.1總體概述

5.2圖像算法

5.2.1自適應(yīng)中值濾波算法

5.2.2Sobel邊緣提取算法

5.2.3OTSU二值化算法

5.2.4并行Zhang圖像細(xì)化算法

5.2.5概率累加霍夫變換算法

5.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

附錄A調(diào)試、問(wèn)題解析及改進(jìn)方向隨想

附錄BSTM32F4最小系統(tǒng)電路圖

附錄C遙控器電路

附錄D飛控板連接電路

參考文獻(xiàn)