自己動手製作無人機 自己动手制作无人机

無人機、四軸直升機、無人駕駛飛行器；不管叫什麼，遙控飛行器已經改變了我們觀察世界、管理糧食、銷售房地產和作戰的方式。要全面地利用它們，至少需要熟悉空氣動力學、無線電遙測、電子學、編程、地圖閱讀、電機、視頻傳輸和3D建模。
本書通過展示“小熊座”300級自主四軸飛行器的製作示例，為你提供了航空機器人學的實用知識。通過閱讀和遵循本書中的步驟及建議，你將學到四軸直升機的工作原理以及它們所帶來的工程難題的解決方法。不管你選擇製作四軸直升機還是八軸直升機，作者在書中都提供了適合你的需求的備選方案和對比零件。
通過閱讀本書，你將學習到：

• 飛行的原理和它們在智能化無人機上的應用
• 可用的機身類型
• 如何按照一系列簡易的步驟組裝無人機
• 無人機設計和選擇合適組件的基礎知識
• 如何整合傳感器、控制器和定制行為

從2010年起，Belinda和Terry Kilby已經通過他們的公司Elevated Element設計和製作了用於藝術及實用航空攝影的小型UAV。作為早期使用者，他們已經成為UAV技術的非官方代言人。

譯者序
前言
第1章　引言 1
1.1　定義 1
1.2　目標讀者 2
1.3　無人機用戶社區 3
1.4　自主飛行簡史 3
1.4.1　無線電控制模型飛機 4
1.4.2　微芯片的出現 4
1.4.3　無人機技術 5
1.4.4　GPS的發端 5
1.4.5　互聯網 6
1.4.6　智能手機 6
1.4.7　小型自動駕駛飛行控制器 6
1.5　飛行原理 8
1.5.1　重力 8
1.5.2　升力 8
1.5.3　空氣阻力 9
1.5.4　推力 9
1.6　飛行機動：用操縱桿控制飛行器的運動 10
1.6.1　油門 12
1.6.2　偏航 12
1.6.3　俯仰 12
1.6.4　翻滾 13
第2章　機身 15
2.1　什麼是機身 15
2.1.1　推力矢量 15
2.1.2　飛行器設計 16
2.1.3　材料 18
2.1.4　保持平衡 18
2.2　製作“小熊座”機身 19
2.3　製作步驟 21
2.3.1　第1步：安裝壓鉚螺母柱 22
2.3.2　第2步：組裝臟框架 25
2.3.3　第3步：組裝乾淨框架 29
2.3.4　第4步：連接兩個子框架 34
第3章　傳動系統 37
3.1　螺旋槳 37
3.1.1　方向 37
3.1.2　尺寸和螺距 38
3.1.3　平衡 40
3.2　電動機 42
3.2.1　尺寸 42
3.2.2　額定KV值 42
3.2.3　搭配合適的螺旋槳 43
3.3　總升力 44
3.3.1　電子速度控制器 44
3.3.2　飛行電池 46
3.4　製作步驟 47
3.4.1　第1步：安裝配電板 48
3.4.2　第2步：焊接插塞接頭 50
3.4.3　第3步：安裝速度控制器 57
3.4.4　第4步：焊接電源 60
3.4.5　第5步：安裝無刷電動機 63
3.4.6　第6步：連接無刷電動機 66
3.4.7　第7步：清理 67
3.5　小結 67
第4章　飛行控制器 69
4.1　什麼是飛行控制器 69
4.1.1　對比開源與閉源 69
4.1.2　傳感器 70
4.1.3　飛行特性 72
4.1.4　軟件助手 72
4.2　製作步驟 73
4.2.1　第1步：安裝飛行控制器 73
4.2.2　第2步：連接飛行控制器輸出 75
4.2.3　第3步：連接兩個子框架 78
4.3　小結 79
第5章　GPS、羅盤和電池監測儀 81
5.1　GPS 81
5.2　羅盤 84
5.3　電池監測儀 85
5.4　製作步驟 85
5.4.1　第1步：安裝GPS設備 86
5.4.2　第2步：連接GPS和羅盤至APM 87
5.4.3　第3步：安裝電池監測儀 91
5.5　小結 94
第6章　發射機 95
6.1　什麼是發射機 95
6.2　最常用的頻段 96
6.3　全球各地的不同模式 96
6.4　對比PWM與PPM 97
6.5　製作步驟 98
6.5.1　第1步：確定需求 98
6.5.2　第2步：安裝接收機 99
6.5.3　第3步：接通接收機 100
第7章　遙測電台 101
7.1　軟件監視與控制 101
7.2　製作步驟 102
7.2.1　第1步：安裝地面站電台 103
7.2.2　第2步：準備安裝飛行器電台 104
7.2.3　第3步：接通電台 105
7.2.4　第4步：安裝飛行器電台 105
第8章　攝像頭和FPV設備 107
8.1　流行的無人機攝像頭 107
8.1.1　M4/3相機 109
8.1.2　Mobius運動攝像頭 110
8.2　用於直播流的FPV 110
8.3　製作步驟 112
8.3.1　第1步：固定攝像頭支架 112
8.3.2　第2步：固定隔振板 114
8.3.3　第3步：放置攝像頭於快拆支架中 114
第9章　ArduPilot Mega設置 117
9.1　製作步驟 117
9.1.1　第1步：更新固件 117
9.1.2　第2步：連接並完成必要的設置 121
9.1.3　第3步：添加可選硬件 132
9.2　探索Mission Planner的其餘功能 135
9.2.1　飛行模式 135
9.2.2　地理圍欄 136
9.2.3　基礎調整 137
9.2.4　擴展調整 138
9.2.5　標準參數 139
9.2.6　飛行數據 140
9.2.7　飛行計劃 141
9.3　準備處女航 142
第10章　安全、負責任的飛行 145
10.1　安全第一 145
10.2　培訓和教育 145
10.3　資源 146
10.4　重要鏈接 146
10.5　關鍵飛行安全規則 147
10.6　第一人稱視角 148
10.7　飛行的場合和時機 149
10.8　飛行前檢查列表和飛行日誌信息 150
10.9　飛行器檢查 152
10.10　飛行和維護日誌 153
10.11　法規和監管 153
第11章　現實世界中的應用 155
11.1　有益的無人機 155
11.2　航空攝影 156
11.3　地圖繪製與測量 157
11.4　精準農業 158
11.5　搜索與救援 159
11.6　基礎設施檢查 161
11.7　環境保護 163
第12章　擴展無人機的能力 165
12.1　增加一個攝像頭和第一人稱視角 165
12.2　用其他傳感器採集更多數據 167
12.3　改變速度：各就各位，預備，起飛 168
12.4　延長飛行時間 170
12.5　致謝 171