| 作者 |
| [印]尼拉吉·库马尔·辛格(Neeraj Kumar Singh),[印]波塞尔万·穆图克里希南(Porselvan Muthukrishnan),[印]萨蒂亚纳拉亚娜·桑皮尼(Satyanarayana Sanpini) 等 |
| 丛书名 |
| 机器人设计与制作系列 |
| 出版社 |
| 机械工业出版社 |
| ISBN |
| 9782112161610 |
| 简要 |
| 简介 |
| 内容简介书籍计算机书籍 ---------------------------8084949 - 无人机系统设计：工业级实践指南--------------------------- 本书的重点是无人机系统设计的过程和方法，涵盖了机械和软件等其他关键学科，全面介绍工业级无人机系统设计。许多内容都是从第1人称视角呈现的。在本书的末尾，你将了解如何开发或精心选择多个子系统（“制造”或“采购”零部件）以获得完美无缺的系统（以无人机系统为例）。 ---------------------------8082984 - 无人机编程实战：基于ArduPilot和Pixhawk--------------------------- 本书包括三个部分，首先介绍自动驾驶仪和库的特性。然后着重介绍对ArduPilot库的重要部分的理解，其中描述了代码的每个主要组成部分。第三部分是高级特性部分，目的是将获得的知识扩展到实时应用程序。每个部分都详细描述了代码及其组件、应用程序和交互。 ---------------------------8084939 - 多旋翼无人机系统：理论、算例和硬件实验--------------------------- 本书为相关专业本科高年级学生、研究生和在政府机构或无人机行业从事研发工作的工程师提供了一个极好的体验式学习、能力增强和经验积累的技术参考指南。本书主要介绍垂直起降多旋翼无人直升机平台、无人机系统架构和与国家空域飞行融合的内容，包括无人机分类和相关飞行任务、监管和安全、认证和空中交通管理、综合飞行任务规划（包括自主容错路径规划和基于视觉的自动着陆系统）、飞行力学和稳定性，动态建模与飞行控制器开发。另外，还包括感知、探测和规避系统、飞行测试，包括安全评估检验和数据采集遥测、同步数据融合、已识别目标的地理定位等内容。 . |
| 目录 |
| [套装书具体书目] 8082984 - 无人机编程实战：基于ArduPilot和Pixhawk - 9787111687580 - 机械工业出版社 - 定价 99 8084939 - 多旋翼无人机系统：理论、算例和硬件实验 - 9787111696117 - 机械工业出版社 - 定价 99 8084949 - 无人机系统设计：工业级实践指南 - 9787111696162 - 机械工业出版社 - 定价 79 ---------------------------8084949 - 无人机系统设计：工业级实践指南--------------------------- 致谢 作者简介 第1章 导论 1 1.1 什么是无人机 2 1.1.1 军事 2 1.1.2 工业 2 1.1.3 商业 2 1.2 无人机系统的组成部分 3 1.2.1 硬件 3 1.2.2 软件 7 1.2.3 机械 8 1.2.4 地面控制器和配件 8 1.3 小结 10 第2章 无人机系统设计流程 11 2.1 系统设计 11 2.1.1 需求规格确定 12 2.1.2 架构 12 2.1.3 实现 15 2.1.4 我们的“农作物监测”无人机规格 15 2.2 机械设计 16 2.2.1 定义 17 2.2.2 用途 18 2.2.3 需求 19 2.2.4 依赖性 21 2.3 硬件设计 21 2.3.1 硬件需求 21 2.3.2 电气配件选择 23 2.3.3 PCBA设计 24 2.3.4 线路板规划 28 2.3.5 电力架构 29 2.4 软件架构 39 2.5 物流和运营管理 40 2.6 小结 41 第3章 主要配件和选择考虑因素 43 3.1 片上系统 43 3.1.1 类别 44 3.1.2 关键考虑因素 45 3.1.3 解决方案 45 3.2 内存 45 3.2.1 类别 46 3.2.2 关键考虑因素 47 3.2.3 解决方案 48 3.3 存储 50 3.3.1 类别 50 3.3.2 关键考虑因素 56 3.3.3 解决方案 57 3.4 通信模块 58 3.4.1 类别 58 3.4.2 关键考虑因素 60 3.4.3 解决方案 61 3.5 摄像头 62 3.5.1 类别 62 3.5.2 关键考虑因素 63 3.5.3 解决方案 63 3.6 显示器 64 3.6.1 类别 65 3.6.2 关键考虑因素 65 3.7 飞行控制器 66 3.7.1 类别 66 3.7.2 关键考虑因素 66 3.7.3 解决方案 66 3.8 电池 67 3.8.1 类别 67 3.8.2 关键考虑因素 68 3.8.3 解决方案 69 3.9 散热 69 3.9.1 类别 69 3.9.2 关键考虑因素 70 3.9.3 解决方案 71 3.10 互连线 71 3.10.1 类别 71 3.10.2 关键考虑因素 73 3.10.3 解决方案 74 3.11 机械 74 3.11.1 类别 74 3.11.2 关键考虑因素 75 3.11.3 解决方案 75 3.12 小结 76 第4章 无人机硬件开发 77 4.1 PCB库的开发 77 4.2 电路图设计 81 4.2.1 电路图采集 81 4.2.2 设计规则检查 82 4.2.3 生成网表 83 4.3 物料清单 83 4.3.1 符号属性 85 4.3.2 生成BOM 85 4.3.3 材料准备 86 4.4 布局设计 86 4.4.1 电路板轮廓 87 4.4.2 层堆叠 87 4.4.3 电气约束 88 4.4.4 机械约束 91 4.4.5 网表 93 4.5 小结 96 第5章 系统组装、定型和验证 97 5.1 PCB制造工艺 97 5.2 PCB组装过程 99 5.2.1 表面贴装组装工艺 100 5.2.2 通孔组装工艺 102 5.2.3 最终检验和功能测试 103 5.2.4 后期工艺 104 5.3 电路板上电 104 5.3.1 基本检查 105 5.3.2 短路检查 105 5.3.3 电源检查 106 5.3.4 测序和复位检查 106 5.4 电路板级测试 107 5.4.1 BIOS闪存编程 107 5.4.2 操作系统和应用程序安装 108 5.4.3 功能检查 108 5.5 设计确认测试 109 5.5.1 电源确认 109 5.5.2 电气确认 112 5.6 无人机组装 113 5.6.1 无人机系统确认测试 114 5.6.2 系统试生产 114 5.7 小结 115 第6章 软件开发 117 6.1 软件开发和部署 117 6.1.1 软件开发生命周期 117 6.1.2 软件开发模型 118 6.2 软件栈 121 6.2.1 硬件 122 6.2.2 系统固件和设备 122 6.2.3 操作系统 123 6.2.4 RTLinux的设计 124 6.2.5 SDK和库 126 6.2.6 应用程序 126 6.3 无人机设计关键考虑事项 127 6.3.1 低功耗 127 6.3.2 实时系统 137 6.4 系统软件集成和启动 140 6.4.1 系统启动 140 6.4.2 验证、确认和维护 143 6.5 小结 146 第7章 无人机产品认证 147 7.1 管理认证 147 7.1.1 安全 148 7.1.2 发射 150 7.1.3 免疫 150 7.2 环境认证 152 7.2.1 温度 152 7.2.2 湿度 152 7.2.3 海拔高度 153 7.2.4 跌落、冲击、振动 153 7.2.5 可靠性 153 7.3 服务和支持 154 7.3.1 试运行 154 7.3.2 设备软件升级 154 7.3.3 技术服务 154 7.4 产品生态 155 7.4.1 违禁物质 155 7.4.2 RoHS 155 7.4.3 欧盟REACH 156 7.4.4 加利福尼亚州65号提案 156 7.4.5 WEEE 157 7.4.6 ISO 157 7.5 产品认证中心 157 7.6 设备成本 157 7.6.1 生产成本 158 7.6.2 配件成本 158 7.7 无人机规则 158 7.7.1 规则 158 7.7.2 无人机登记 158 7.8 小结 159 附录1 电路图基础 161 附录2 参考资料 171 结语 172 ---------------------------8082984 - 无人机编程实战：基于ArduPilot和Pixhawk--------------------------- 译者序 前言 致谢 第一部分 引言 第1章 硬件和软件说明 2 1.1 自动驾驶仪 2 1.2 自动驾驶仪的种类：SDK与GUI 3 1.3 SDK的种类 4 1.4 Pixhawk自动驾驶仪（硬件） 5 1.5 克隆版本与原始版本 8 1.6 商业自动驾驶仪与你自己的设计 8 1.7 ArduPilot库（软件） 9 1.8 兼容性和类似项目 9 1.9 硬件和软件之间的困惑 10 1.10 本章小结 10 第2章 ArduPilot工作环境 11 2.1 ArduPilot库的相关文件类型 11 2.2 特定数据类型 11 2.3 所用程序的描述和流程 12 2.3.1 编码和编译 13 2.3.2 连接和加载接口 13 2.3.3 物理执行 13 2.3.4 显示 13 2.3.5 反馈 14 2.4 上传自定义代码到自动驾驶仪 14 2.5 使用Eclipse创建新项目 16 2.6 错误校验 21 2.7 ArduPilot库中直接使用Arduino是否可行 26 2.8 本章小结 27 第3章 概念和定义 28 3.1 辅助组件 28 3.1.1 无刷电机 28 3.1.2 ESC 29 3.1.3 螺旋桨 30 3.1.4 框架 30 3.1.5 特殊连接器 31 3.1.6 遥测模块（无线串行通信） 32 3.1.7 锂电池 33 3.1.8 电池测试仪或电池监测器 33 3.1.9 GPS模块 34 3.1.10 分配器 34 3.1.11 电源模块 35 3.1.12 硅线 36 3.1.13 热电偶 36 3.1.14 紧扣件 36 3.1.15 被动防振模块 36 3.1.16 遥控器 37 3.1.17 嵌入式车载电脑 37 3.1.18 特殊Pixhawk组件 38 3.2 计算效率与数学等式 38 3.3 使用变量、函数、模块和对象 39 3.3.1 变量 39 3.3.2 结构体 39 3.3.3 函数 40 3.3.4 模块 40 3.4 getter和setter的概念 42 3.5 方向和位置的概念 42 3.6 安装和编码之间的区别 44 3.7 ArduPilot代码的常用部分 44 3.8 ArduPilot代码编程的常用模型 45 3.9 本章小结 46 参考资料和建议网站 47 第二部分 顺序操作模式 第4章 基本输入和输出操作 51 4.1 头文件 52 4.2 设置 54 4.2.1 写入终端 54 4.2.2 读取终端 56 4.2.3 读取无线电信号 57 4.3 辅助通道与状态机简介 62 4.3.1 内部传感器读取位置和方向 64 4.3.2 外部位置传感器读数（GPS） 68 4.3.3 读取模拟传感器 72 4.3.4 信号滤波 73 4.3.5 读写数字 75 4.3.6 电池读数 77 4.3.7 通过主LED使用视觉警报 78 4.4 本章小结 79 第5章 高级操作 80 5.1 有线和无线串行通信 80 5.2 通信程序 83 5.2.1 发送数据的过程 84 5.2.2 数据验证过程 87 5.2.3 基本“校验和”方法的描述 87 5.2.4 XOR“校验和”方法的描述 87 5.3 轮询 89 5.4 通过串行通信和开发板从外部设备读取信息 97 5.5 写入无刷电机（BLDC电机） 99 5.5.1 代码优化 106 5.5.2 写入电机的简化函数 106 5.6 写入标准直流电机（有刷） 110 5.7 使用步进电机 117 5.8 使用伺服电机执行辅助任务 118 5.9 ArduPilot兼容电机总结 121 5.10 数据的使用与存储 121 5.11 使用Mission Planner GUI绘制SD数据 126 5.12 时间管理 133 5.13 本章小结 135 第6章 控制具有平稳飞行模式的四轴飞行器 136 6.1 多轴飞行器的基本建模 140 6.2 第二个例子：双轴飞行器（同轴电机分析） 149 6.3 速度运动学关系 155 6.3.1 动态平移方程 157 6.3.2 动态旋转方程 158 6.4 飞行模式 161 6.5 解耦的任务 163 6.6 控制方法 165 6.7 闭环与开环 165 6.8 饱和PD控制（飞行的软模式基本控制） 166 6.9 无人机飞行的实施 175 6.10 本章小结 180 参考资料 180 第三部分 实 时 模 式 第7章 实时工作环境 184 7.1 链接器 184 7.2 调度程序说明 184 7.3 实时模式/调度程序模式下的ArduPilot常用部件 185 7.4 测量任务执行时间 186 7.5 本章小结 190 第8章 应用程序代码 191 8.1 radio.pde模块 194 8.2 control.pde模块 194 8.3 data.pde模块 197 8.4 pose.pde模块 200 8.5 本章小结 201 参考资料 202 附录1 与其他SDK命令的比较 203 附录2 设置扩展代码 205 附录3 扩展头文件 206 附录4 完整功能代码 210 附录5 有用的关键字 215 附录6 安装ArduPilot库 216 附录7 推力矢量 234 附录8 全向性 236 附录9 扩展功率的方法 239 附录10 四轴飞行器设计总结 241 附录11 使用头文件 245 ---------------------------8084939 - 多旋翼无人机系统：理论、算例和硬件实验--------------------------- 译者序 前言：无人机与垂直起降多旋翼无人机平台 第1章 无人机与国家空域：无人机分类及相关任务、法规和安全、认证以及空中交通管理 1.1无人机融入空域面临的挑战 1.1.1术语定义 1.1.2无人机系统的任务 1.1.3空中交通管理准则及对无人机系统的影响 1.1.4无人机系统融入空域 1.2主要参与方 1.2.1国际民航组织 1.2.2无人系统规则制定联合体 1.2.3欧洲航空安全局 1.3法国规定 1.4通信问题 1.5UTM/U-space的后续步骤 1.6获取远程驾驶员证书 1.7参考文献第2章无人机分类和任务规划 第2章 无人机分类和任务规划 2.1无人机系统分类、任务概述和市场概况 2.1.1国防 2.1.2民事安全 2.1.3民用商业 2.2旋翼无人机系统的运用特点 2.3基于多旋翼平台的无人机系统民用案例 2.3.1航空摄影 2.3.2农业 2.3.3雪崩防护 2.3.4施工和辅助作业 2.3.5线状基础设施检查 2.3.6消防 2.3.7辅助捕捞 2.3.8货物运输和包裹递送 2.3.9工业现场勘察 2.3.10安全工作和辅助警察 2.3.11保护世界公民 2.3.12野生动物保护 第3章 无人机系统工程 3.1系统工程原理简介 3.1.1性能权衡分析 3.1.2功能性和非功能性分析与需求 3.1.3通过早期系统设计检查需求可行性 3.2运行分析 3.2.1所需的运行能力 3.2.2功能分析 3.3架构方案设计 3.4垂直起降飞机着舰对导航的要求 3.5导航链架构 3.6通信系统架构和限制条件 3.6.1自由空间中的信号传播 3.6.2大气中的信号传播 3.7人为因素 3.8集成确认验证 第4章 基于流体动力学方程的大规模无人机路径规划 4.1无人机及应用上的挑战 4.2路径规划和流体模拟 4.2.1运动规划与控制 4.2.2最佳路径规划和控制问题 4.2.3路径规划和偏微分方程方法概况 4.3问题描述 4.4流体模拟 4.5预测集 4.6集中式方法的控制方程 4.6.1构建集中式方法的控制方程 4.6.2求解细节和流程 4.7数值计算 4.8结论 4.9参考文献 第5章 遗传模糊系统在飞行冲突解脱中的应用 5.1引言 5.2问题描述 5.3方法 5.3.1五机问题 5.3.2十机问题 5.4结果 5.4.1ε=1的五机问题 5.4.2ε=2的五机问题 5.4.3ε=1的十机问题 5.5结论与未来工作 5.6参考文献 第6章 基于故障诊断和容错控制的路径规划 6.1引言 6.2微分平坦度 6.3四旋翼无人机模型 6.4模型平坦度 6.5基于平坦度的四旋翼无人机容错控制 6.5.1故障检测与隔离 6.5.2控制重构 6.6结论 6.7参考文献 第7章 基于LQR控制器的四旋翼无人机系统动力学辨识和基于频率扫描的模型验证 7.1配置 7.2规定和假设 7.3状态空间表示 7.4时程数据收集 7.5CIFER概述 7.5.1非参数化模型辨识 7.5.2参数化模型辨识 7.6开环系统辨识 7.6.1升沉轴 7.6.2方向轴 7.6.3横纵轴 7.7系统模型验证 7.8LQR控制器优化 7.9参考文献 第8章 GPS拒止环境中的自主导航和目标地理定位 8.1引言 8.2相关研究工作 8.3系统架构 8.4导航算法 8.4.1访问栅格地图 8.4.2扫描匹配 8.4.3导航与避障 8.5目标地理定位 8.5.1目标识别 8.5.2三角测量目标定位法 8.6四旋翼无人机动力学 8.6.1动力学模型 8.6.2电机控制 8.6.3姿态控制 8.6.4位置控制 8.7结果 8.7.1仿真设置 8.7.2仿真结果 8.8参考文献 第9章 面向增强态势感知的视频和FLIR图像实时处理 9.1引言 9.2相关文献研究 9.3研究方法 9.3.1设置FLS 9.3.2训练FLS 9.4结果与讨论 9.5结论与未来工作 9.6致谢 9.7参考文献 第10章 增材制造类小型无人机的设计、制作和飞行测试 10.1什么是3D打印 10.2初步设计应考虑的因素 10.3使用增材制造的动机 10.4使用增材制造的设计 10.4.1Vesper 10.4.2HEAV 10.5特殊材料 10.6参考文献 第11章 遗传模糊系统在无人机复杂任务分配中的应用 11.1引言 11.2问题描述 11.3研究方法 11.3.1模糊聚类方法 11.3.2遗传模糊聚类方法 11.3.3使用近似代价函数的遗传模糊聚类方法 11.4实验结果 11.5结论与未来工作 11.6参考文献 技术术语表 |