多旋翼无人机嵌入式飞控开发实战

本书是一本介绍无人机飞控系统开发的立体化专业图书。全书共5章，第1章是无人机概述；第2章介绍无人机首次飞行的准备工作，主要包括地面站的使用方法、无人机数据的传输、无人机遥控链路的连接、飞控校准、动力电池以及飞行操作；第3章介绍无人机飞控系统的底层开发，主要包括人机状态指示灯的控制、无人机系统时钟的配置、无人机电池电压的读取、无人机控制信号的输出、无人机遥控信号的接收、无人机数据的收发，无人机MAVLink消息的收发、通过I2C总线读EEPROM；第4章介绍无人机飞控系统的应用开发，主要包括无人机的无线数传模块的开发、加速计与陀螺仪的开发、磁力计的开发、气压计的开发、光流模块的开发、遥控输入的控制、电机的控制；第5章介绍无人机的飞控算法，主要包括无人机姿态解算和角速度、角度的PID控制器设计。

第1章 无人机概述 1
1.1 无人机的基本组成 1
1.1.1 无人机的介绍 1
1.1.2 多旋翼无人机的基本组件 3
1.2 无人机的结构与飞控原理 8
1.2.1 无人机的机身布局 8
1.2.2 无人机的旋翼结构 9
1.2.3 无人机的飞控原理 9
1.3 无人机的系统设计 12
1.3.1 飞控系统的硬件架构设计 12
1.3.2 飞控系统的硬件接口 13
1.3.3 飞控系统的软件架构 18
第2章 无人机的首次飞行 21
2.1 地面站简介 21
2.1.1 地面站软件的基本功能 21
2.1.2 地面站软件介绍 22
2.2 数据传输 23
2.2.1 开发原理 23
2.2.2 开发步骤 25
2.3 遥控链路 27
2.3.1 开发原理 28
2.4.2 开发步骤 30
2.4 飞控校准 32
2.4.1 开发原理 32
2.4.2 开发步骤 35
2.5 动力电池 40
2.5.1 开发原理 40
2.5.2 开发步骤 41
2.6 飞行操作 42
2.6.1 开发原理 42
2.6.2 开发步骤 42
第3章 无人机飞控系统的底层开发 44
3.1 无人机状态指示灯的控制 44
3.1.1 开发原理 44
3.1.2 开发步骤 47
3.1.3 运行结果 54
3.2 无人机系统时钟的配置 54
3.2.1 开发原理 55
3.2.2 开发步骤 57
3.2.3 运行结果 60
3.3 无人机电池电压的读取（ADC+DMA） 60
3.3.1 开发原理 60
3.3.2 开发步骤 66
3.3.3 运行结果 69
3.4 无人机控制信号的输出（PWM输出） 70
3.4.1 开发原理 70
3.4.2 开发步骤 73
3.4.3 运行结果 75
3.5 无人机遥控信号的接收（PWM输入捕获） 76
3.5.1 开发原理 76
3.5.2 开发步骤 77
3.5.3 运行结果 81
3.6 无人机数据的收发（USART+DMA） 81
3.6.1 开发原理 81
3.6.2 开发步骤 85
3.6.3 运行结果 90
3.7 无人机MAVLink消息的收发 90
3.7.1 开发原理 91
3.7.2 开发步骤 95
3.7.3 运行结果 96
3.8 通过I2C总线读EEPROM 97
3.8.1 开发原理 97
3.8.2 开发步骤 99
3.8.3 运行结果 106
第4章 无人机飞控系统的应用开发 107
4.1 无人机无线数传模块的开发 107
4.1.1 开发原理 107
4.1.2 开发步骤 108
4.1.3 运行结果 113
4.2 加速计与陀螺仪的开发 115
4.2.1 开发原理 115
4.2.2 开发步骤 119
4.2.3 运行结果 147
4.3 磁力计的开发 148
4.3.1 开发原理 148
4.3.2 开发步骤 150
4.3.3 运行结果 160
4.4 气压计的开发 160
4.4.1 开发原理 161
4.4.2 开发步骤 162
4.4.3 运行结果 168
4.5 光流模块的开发 169
4.5.1 开发原理 169
4.5.2 开发步骤 170
4.5.3 运行结果 175
4.6 遥控输入的控制 176
4.6.1 开发原理 176
4.6.2 开发步骤 176
4.6.3 运行结果 185
4.7 电机的控制 186
4.7.1 开发原理 186
4.7.2 开发步骤 187
4.7.3 运行结果 189
第5章 无人机的飞控算法 191
5.1 无人机姿态解算 191
5.1.1 开发原理 191
5.1.2 开发步骤 201
5.1.3 运行结果 206
5.2 角速度、角度的PID控制器设计 206
5.2.1 开发原理 206
5.2.2 开发步骤 211
5.2.3 运行结果 216