四旋翼无人飞行器设计（第2版）

目录


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/OSⅢ系统

4.2.1采用μC/OSⅢ操作系统的必要性

4.2.2μC/OSⅢ文件结构

4.2.3典型μC/OSⅢ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