本书没有复杂的计算公式和算法推导,而是采用通俗易懂的例子帮助读者理解无人机的各种工作原理。
本书主要介绍组装、调试一架四旋翼无人机的完整流程,包括组装无人机机架、安装电机和螺旋桨、电池充电保养、安装飞控、飞行前调试,并且在组装、调试过程中依次介绍了飞行原理、动力系统、遥控器、电池、飞控等相关基础知识。本书共分为7章。第1章介绍无人机的基础知识及组装无人机需要做的准备工作;第2章介绍电机、电调、螺旋桨的工作原理和选型安装;第3章介绍无人机遥控器和地面站的相关知识;第4章介绍无人机电池的安全使用和充电保养;第5章介绍飞控及导航、电源检测等模块,并对飞控中用到的算法进行讲解;第6章详细介绍无人机飞行前的调试流程;第7章介绍无人机首次飞行时的各种注意事项。
本书的章节安排方便读者以每天一章的学习计划进行,在7天时间内了解四旋翼无人机的全部基础知识并且同步组装、调试好一架无人机。本书没有复杂的计算公式和算法推导,而是采用通俗易懂的例子帮助读者理解无人机的各种工作原理。读者读完本书可以在短时间内对无人机有一个初步的了解,并组装一架属于自己的无人机。本书适合无人机专业的本科生或研究生、参加无人机相关竞赛的学生、无人机行业的从业人员,以及需要无人机协助工作的其他行业从业人员使用。
孙晨晓 ?????毕业于北京科技大学机械工程及自动化专业。长期从事无人机飞控、光电吊舱等相关设备的研发、生产和测试工作。在无人机企业担任总工程师职务，在民用无人机的研发、设计、生产等方面有较丰富的经验和知识积累，对无人机软件、硬件和算法相关的知识，有自己的独特的学习方法和理解。
第1章 初识无人机 1
1.1 如何学习无人机知识 1
1.2 无人机简介 4
1.2.1 无人机的基本概念 4
1.2.2 无人机的发展现状 6
1.3 无人机的分类 8
1.3.1 固定翼无人机 8
1.3.2 无人直升机 9
1.3.3 多旋翼无人机 9
1.3.4 复合翼无人机 11
1.3.5 扑翼无人机 11
1.4 四旋翼无人机详解 12
1.4.1 四旋翼无人机的基本概念 12
1.4.2 四旋翼无人机的组成 12
1.4.3 四旋翼无人机的飞行原理 15
1.4.4 四旋翼无人机的飞行模式 19
1.5 组装无人机的准备工作 19
1.5.1 无人机配件准备 20
1.5.2 组装工具准备 21
1.5.3 飞行技术练习 22
1.5.4 四旋翼无人机机架组装 23
1.6 本章小结 25
第2章 动力系统 26
2.1 无人机动力系统简介 26Ⅳ
2.2 电机 27
2.2.1 无刷电机的工作原理 28
2.2.2 无刷电机的参数 32
2.3 电调 34
2.3.1 电调的工作原理 36
2.3.2 电调的参数 40
2.4 螺旋桨 40
2.4.1 螺旋桨的工作原理 41
2.4.2 螺旋桨的参数 41
2.5 动力系统的选型和安装 42
2.5.1 动力系统的选型适配 43
2.5.2 电机和螺旋桨的安装 44
2.6 本章小结 46
第3章 遥控器和地面站 47
3.1 遥控器简介 47
3.1.1 遥控器 48
3.1.2 接收机 52
3.1.3 遥控器和接收机的通信 54
3.2 数传设备与图传设备 55
3.2.1 无线电通信 55
3.2.2 数传设备 56
3.2.3 图传设备 58
3.3 地面站 59
3.3.1 地面站硬件设备 60
3.3.2 地面站软件 60
3.4 接收机与数传设备的安装 69
3.5 本章小结 70
第4章 电池 71
4.1 电池简介 71
4.1.1 电池的基本介绍 72Ⅴ
4.1.2 锂电池的基本介绍 73
4.1.3 无人机电池的基本介绍 75
4.1.4 无人机电池的参数 77
4.2 电池及充电器的安全使用 79
4.2.1 电池的安全使用 79
4.2.2 充电器的安全使用 81
4.3 无人机电池的选型和安装 84
4.4 本章小结 85
第5章 飞控系统 86
5.1 什么是飞控 86
5.1.1 飞控的基本概念 87
5.1.2 飞控的内部传感器 88
5.1.3 飞控的接口 91
5.2 飞控的拓展模块 94
5.2.1 卫星定位模块 94
5.2.2 光流模块 95
5.2.3 避障模块 96
5.2.4 电池监测模块 97
5.2.5 空速计 97
5.3 飞控的算法 98
5.3.1 滤波算法 99
5.3.2 PID算法 99
5.4 飞控的选型与安装 102
5.4.1 飞控的选型 102
5.4.2 飞控的安装 104
5.5 本章小结 107
第6章 无人机调试 108
6.1 调试前的准备工作 108
6.2 基础参数调试 112
6.3 PID参数调试 124Ⅵ
6.4 拓展参数调试 127
6.5 本章小结 130
第7章 起飞 131
7.1 安全飞行规定 131
7.1.1 无人机的类别 132
7.1.2 管制空域 133
7.1.3 适飞空域 134
7.1.4 驾驶执照 134
7.1.5 其他规定 135
7.2 起飞前检查 137
7.2.1 飞行环境检查 137
7.2.2 机身外观检查 138
7.2.3 姿态检查 138
7.2.4 GPS和航向检查 139
7.2.5 电池电量检查 139
7.2.6 遥控器检查 140
7.2.7 飞行模式检查 140
7.2.8 电机与螺旋桨检查 140
7.3 起飞与降落 140
7.3.1 起飞操作流程 141
7.3.2 空中飞行操作流程 142
7.3.3 降落操作流程 142
7.4 本章小结 142
制订计划,本书只设置了7章,并且每章的知识循序渐进、相互关联,读者可以
我第一次接触;四旋翼无人机这个概念还是在大学期间。此前我对无人
机的理解只停留在翼龙这种大型固定翼无人机上。由于当时我所学的是机械
专业,一心只想去知名车企找工作,所以完全没有把无人机放在心上。毕业参
加工作之后,我去了一家建筑企业工作,和无人机更是毫不相干。后来有一个
偶然的机会,我到了现在所在的无人机公司,从一开始的 Android端地面站软
件开发到嵌入式开发,再到飞控开发,现在已经对无人机行业有了一定的了解。
从一个无人机门外汉到无人机行业从业者,我走了许多弯路,中途也遇到了很
多坎坷,但也正是这种经历让我更了解一个毫无经验的人如何方便、快捷地入
门无人机。
三年前,我以;晨哥搞飞机的网名在 B 站上传了第一个视频,介绍如何利
用大疆的SDK 制作一个三维地图地面站软件,随后又陆续上传了云台电机驱
人机的知识。我想可能正是因为之前走过许多弯路,才更清楚新人学习无人机
时应该从哪里入手,怎样表达才能让大家一目了然。
有一天,我收到了清华大学出版社杨迪娜编辑发来的私信,希望我能尝试
写一本关于无人机入门的书籍。看到这条消息,我除了激动,更多的是犹豫,作Ⅱ
为非科班出身的无人机工程师,能不能写出供大家参考、学习的专业书籍呢,如
果写不好岂不是误导了更多人。杨编辑知道我的疑虑之后,耐心地向我讲解出
版一本书的完整过程,并鼓励我按自己的逻辑来撰写这本书,因为更多的读者
是在没有接受过无人机系统知识学习的前提下来入门的,用通俗易懂的语言反
而能帮助大家快速了解无人机。在这里,我要真诚地感谢杨迪娜编辑,她的不
厌其烦、严谨认真、无私奉献得以使这本书呈现给大家。
在写样章的过程中,我查阅了大量的书籍,也在网上搜集了很多资料,因为
力把样章写完之后,我发现这本书变成了其他无人机书籍和网络资料的归纳与
总结,我只是把读者在其他地方看不懂的原理转移到了这本书上,这就失去了
当时我决定写这本书的初衷。于是我重新调整、修改,按自己的语言和经验来
撰写样章,在讲螺旋桨时不再介绍空气动力学,而是以电风扇为切入点来推进,
在讲光流模块时也去掉了像素位移这种抽象的概念,而是用鼠标移动的原理来
类比。所以本书不会有复杂的公式推导和理论分析,只有通俗易懂的语言描述
和贴近生活的类比。
成的;还有我5岁的女儿孙知夏小朋友,她说如果能在书上看到我的名字她会