一方面考虑读者自己的情况，自行制作是否能够实现，另外一方面这样的实现是否有足够的意义，要在做之前仔细权衡一番。首先国内的居住环境并不适合普通爱好者自制无人机机身或其他部分。国外的爱好者或者独立设计师可以在自家的地下室或者车库内进行制作，这些场地空间很大，能够放下各种专业工具如电工工具、3D打印机、小型加工机床等。...
2023-07-05 理论教育
城堡里学无人机：原理、系统与实现
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姿态控制和扭矩平衡方式的灵活性详细阅读
一般说到无人机的控制方式只涉及姿态控制方式，但对于一部分机型如直升机型、多旋翼类型等，除了姿态控制外也涉及反扭矩的提供方式。对于定义范畴非常宽泛而机身结构相对封闭的涵道无人机而言，姿态控制方式和扭矩平衡的实现形式是相当灵活的。2）解耦姿态控制图4.39 Dragon Stalker无人机，前飞与垂飞通道解耦解耦姿态控制方式非常直接：主涵道提供偏航力矩，调节涵道提供横滚力矩，尾桨涵道提供前飞推力，水平涵道共同提供垂向升力。...
2023-07-05 理论教育
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无人机建模及应用中的拉格朗日方程详细阅读
1）拉格朗日方程图6.11 “一个人的贡献和他的自负严格地成反比，这似乎是品行上的一个公理”，数学家的身份，“严格地成反比”的描述都让这句话显得意味深长拉格朗日方程可能是机器人系统数学建模中使用最多的公式了，它不仅可以应用在无人机系统的学习和研究中，还可以应用在机械臂、双足机器人、四足机器人、地面轮式机器人、地面履带式机器人等领域。广义动量可以是质点的线动量，也可以对应于无人机系统的刚体旋转动量。...
2023-07-05 理论教育
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离散化PI控制器的优化方法详细阅读
算法的离散化有两种方式，一种比较直观，根据已有控制器的结构写出各部分的离散化实现，另外一种通过离散化算法对连续算法进行离散化。设e为第n步系统误差，Kp，Ki分别为PI控制器的比例系数和积分系数。在这里我们可以把PI控制器看作一个以误差为输入量，控制信号为输出量的线性传递函数。对公式进行拉普拉斯变换，求得传递函数（请思考问题：PID控制器的传递函数是怎样的？...
2023-07-05 理论教育
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无人机系统中的硬件开发流程包含哪些环节？详细阅读
本章对于无人机硬件系统的介绍，有些部分不局限在多旋翼无人机一类，比如电子硬件部分的介绍，以方便读者在更广泛的无人机系统中建立感知。但会有一些涉及无人机硬件的内容在不同的实现方案中存在明显的不同，比如无人机的旋翼系统、机身结构、动力系统等，我们需要把这一部分内容限制在读者最为熟悉的消费级多旋翼无人机系统中。e.整个产品的硬件开发流程包含哪些环节？...
2023-07-05 理论教育
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无人机机型对能量单元选择的影响及安全事故风险详细阅读
无人机机型对于能量单元选择的影响主要体现在机身结构上，如多旋翼机型为航电电池的挂载提供了较为集中并且相对开放的实现环境。续航时间对无人机系统能量单元的影响是最为直接的。飞行环境对无人机能量单元的影响往往是隐藏在无人机的实际使用和飞行过程中的。而在有些行业应用中，无人机的能量单元如果设计不善还可能造成重大安全事故。...
2023-07-05 理论教育
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航拍应用中不同使用者的固定翼无人机选择详细阅读
图4.9 航拍带给我们不一样的视角对于航拍应用，固定翼无人机不适合定点拍摄某一对象。图4.10 死亡峡谷合成孔径雷达图像对于航模爱好者而言，可供选择的固定翼无人机机身多种多样，既可以彰显个性，又可以很容易地进行内部系统设计，相比于其他机型而言，固定翼无人机DIY在组装、飞行、操控等方面都对爱好者非常友好。...
2023-07-05 理论教育
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提升资料搜集与处理能力详细阅读
无论是研究还是工作，无论是算法设计还是系统调试，无人机工程师在问题的深度与广度上都面对着巨大的挑战，这需要工程师在资料的搜集与处理方面具备改进的意愿和坚持的毅力。随着互联网的普及与发展，各类搜索引擎使资料搜集的难度大大降低。一旦拥有需要的资料时，如何对它们进行吸收就是摆在面前的一个难题。如同大厦建于一砖一瓦，优秀的行业工程师也是从对一份一份资料的搜集、吸收、整理中成熟起来的。...
2023-07-05 理论教育
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如何优化无人机系统中的电子罗盘: 强磁计的位置详细阅读
是一个关键问题，起码需要知道它与参考方向之间的相对关系，从而让无人机计算出应有的朝向，这时就要用到无人机系统中的电子罗盘：强磁计。）强磁计指明航向的原理非常简单，该模块在使用上也很容易，但却是无人机系统最大的“麻烦”所在，而这些麻烦是由强磁计本身的特点导致的。因此在无人机设计过程中，应尽量保持强磁计远离其他电子元件。而直升机型无人机经常把强磁计固定在离尾桨较近的部分，远离机身主体。...
2023-07-05 理论教育
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无人机系统的有效负载：航拍领域的专业相机与云台系统详细阅读
图5.49 在某种程度上，有效负载是无人机系统与行业任务、行业技术联系最为紧密的部分无人机的有效负载是一个庞大的硬件群体，同时也是无人机系统中发展相对缓慢的部分。因此有效负载系统是无人机在任何行业应用中的主要制约因素。）比如在航拍领域中，主要的有效负载系统是指与专业拍摄需求相对应的专业相机和云台系统。因此无人机系统在进入不同行业后，整个系统的设计与完善需要与该行业的专业人士共同完成。...
2023-07-05 理论教育
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如何找到合适的研究对象和研究方向详细阅读
图2.3 在研究领域中找到合适的 研究对象与对应问题是很重要的对于研究人员而言，找到合适的研究方向或研究对象是非常重要的，最好是交叉学科，因为这样研究的成果就可以应用在更多领域中。对于将无人机当作先进工具的研究者，无人机数据的分析也会有助于研究内容的快速推进。...
2023-07-05 理论教育
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无人机反馈系统中的传感器及其重要性详细阅读
参考第五章无人机硬件的相关内容，一套完整的无人机系统最昂贵的部分往往是反馈环节中所涉及的各类传感器。反馈不是直接把“实际”信息传递回来就可以了么？提供高质量的误差是无人机系统反馈环节的根本任务。但在很多情况下我们得到的反馈信息是不精确的。在前面无人机姿态控制的例子中，我们没有办法直接获取姿态角的反馈信息，因此只能借助IMU硬件获取“角速度”信息和“线性加速度”信息。...
2023-07-05 理论教育
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如何规避风险与提高收益：无人机创业者的关键成功要素详细阅读
城堡每次参加行业活动，总能看到新的无人机创业公司。高收益往往与高风险相联系，对无人机领域的创业者而言，与其将精力放在如何提高收益上，不如押在如何规避风险上，优秀的行业本身已经足够带来可观的收益，但其中蕴含的种种风险却常被人们忽视。创业者未必要深入到某项技术或算法中去从专业角度研究无人机，但形成对无人机技术的理解、无人机系统概念的感触、无人机市场本质的把握等无疑是十分重要的。...
2023-07-05 理论教育
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无人机控制器的功能与姿态控制详细阅读
2）计算控制量控制器模块根据任务要求，检查当下的无人机状态。无人机的姿态控制是通过无刷电动机驱动定距桨旋转来实现的，因此本质上是电动机调速问题，控制器模块需要根据实际的控制情况输出正确的控制信号使螺旋桨按照期望的转速进行旋转。...
2023-07-05 理论教育
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无人机硬件阅读能力与硬件手册对应详细阅读
无人机作为空中智能机器人，首先是一个硬件系统。从第五章中，读者可以看到无人机系统所涉及的传感器、芯片、元件种类繁多，在可预见的未来，势必还会有更多硬件加入其中。没有一本书可以囊括所有行业的硬件内容，因此工程师必须具备对硬件资料的阅读、查询、消化能力。请读者赶紧走到无人机试验台旁边，把上面的硬件列成表格，翻一翻对应的技术手册吧。...
2023-07-05 理论教育
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ECEF到NED坐标系的数据转换方法与应用详细阅读
下面给出参考原点的坐标信息及从ECEF到NED的转换计算：从ECEF到NED坐标系的旋转矩阵如下：结合上面两部分的计算方法，成功地实现了GPS输出的位置数据到NED坐标系下的转换。与G系类似，相比于飞行器在ECEF这个三维坐标系的速度向量，我们更关心相对于NED坐标系的速度向量：我们还没有讨论从NED坐标系到机体坐标系的数据转换，为了描述无人机的旋转运动，我们需引入无人机姿态的概念。...
2023-07-05 理论教育