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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。
内容简介
四轴飞行器是一种无人飞行器，也是一种智能机器人，“四轴”指飞行器的动力由4个旋翼式的飞行引擎提供。人们对于四轴飞行器的研究从军用到民用、商用领域都有涉及。近几十年来，随着现代控制理论与电子控制技术的发展，运用现代控制技术，使用电机代替油动力引擎进行四轴飞行器控制研究。本书利用主流控制器STM32系列微处理器平台，从设计的方案论证、器件选型、代码调试的全过程对四轴飞行器设计透彻细致地讲解，读者可以根据书中给出的电路和代码自行设计。本书可作为电子、通信及控制等相关专业的参考书，也可以作为相关技术人员的技术参考书。
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
2.5.2四轴飞行器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
3.1.2I2C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*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
3.10四轴飞行器的组装
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
4.2主控程序初始化设置及说明
4.2.1SPI的I/O口初始化实现
4.2.2IIC的I/O口初始化实现
4.2.3定时器初始化实现
4.2.4电子调速器初始化实现
4.3姿态传感器软件设计
4.3.1软件设计基本思路
4.3.2DMP
4.3.3代码实现及解析
4.4气压计软件设计
4.4.1软件设计基本思路
4.4.2代码实现及解析
4.4.3自主高度控制的实现
4.5遥控器软件设计
4.5.1软件设计基本思路
4.5.2无线模块代码实现及解析
4.5.3摇杆代码实现及解析
4.6摄像头软件设计
4.6.1软件设计基本思路
4.6.2摄像头的数据读取
4.6.3摄像头的数据处理
4.7上位机设计
4.7.1帧头检测模块
4.7.23D模型路径模块
4.7.33D模型属性设置模块
4.7.4陀螺仪3D数据显示模块
第5章调试、问题解析及改进方向随想
附录ASTM32F4*小系统电路图
附录B遥控器电路
附录C飞控板连接电路
参考文献
