导语

  

内容提要

  

    本书的目的是讲授ArduPilot库的功能以及以四旋翼通用多旋翼飞机为例的Pixhawk自动驾驶仪，同时也提供了其他类型的定制飞行器、陆地或水上交通工具，以及与上述库兼容的其他自动驾驶仪扩展知识的指南。
    本书包括三个部分：第一部分（引言）介绍自动驾驶仪和库的特性；第二部分（顺序操作模式）着重于对ArduPilot库的最重要部分的理解，描述了代码的每个主要组成部分；第三部分（实时模式）介绍高级特性，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，当然，还有作者建议的参考书目，供那些想要深入学习的读者参考。
    应该指出，ArduPilot库的使用并非Pixhawk自动驾驶仪所独有，还可以扩展到许多其他平台。但是，作者喜欢根据其性能来采用这种组合。这意味着，本书提供了基于这些库的实训，并允许最终用户对其工作进行调整以适应广泛的自动驾驶仪和测试平台。

    胡里奥·阿尔贝托·门多萨-门多萨（Julio Alberto Mendoza-Mendoza）于2016年在墨西哥国立理工学院CIC获得了计算机博士学位，专门研究欠驱动机器人、无人机系统，以及智能和非线性控制。他还分别于2011年和2008年在墨西哥国立理工学院UPIITA获得了高级技术硕士学位和机电工程学士学位。目前，Julio正在研究相关领域的五项专利，并通过其2017年的DGAPA资助在墨西哥国立自治大学开发他的飞行串行机器人控制器理论。Julio AlbertoMendoza-Mendoza和Victor Gonzalez-Villela在墨西哥国立自治大学（UNAM）工程学院高级工程中心（CIA）工作。

译者序
前言
致谢
第一部分  引言
  第1章  硬件和软件说明
    1.1  自动驾驶仪
    1.2  自动驾驶仪的种类：SDK与GUI
    1.3  SDK的种类
    1.4  Pixhawk自动驾驶仪（硬件）
    1.5  克隆版本与原始版本
    1.6  商业自动驾驶仪与你自己的设计
    1.7  ArduPilot库（软件）
    1.8  兼容性和类似项目
    1.9  硬件和软件之间的困惑
    1.10  本章小结
  第2章  ArduPilot工作环境
    2.1  ArduPilot库的相关文件类型
    2.2  特定数据类型
    2.3  所用程序的描述和流程
      2.3.1  编码和编译
      2.3.2  连接和加载接口
      2.3.3  物理执行
      2.3.4  显示
      2.3.5  反馈
    2.4  上传自定义代码到自动驾驶仪
    2.5  使用Eclipse创建新项目
    2.6  错误校验
    2.7  ArduPilot库中直接使用Arduino是否可行
    2.8  本章小结
  第3章  概念和定义
    3.1  辅助组件
      3.1.1  无刷电机
      3.1.2  ESC
      3.1.3  螺旋桨
      3.1.4  框架
      3.1.5  特殊连接器
      3.1.6  遥测模块（无线串行通信）
      3.1.7  锂电池
      3.1.8  电池测试仪或电池监测器
      3.1.9  GPS模块
      3.1.10  分配器
      3.1.11  电源模块
      3.1.12  硅线
      3.1.13  热电偶
      3.1.14  紧扣件
      3.1.15  被动防振模块
      3.1.16  遥控器
      3.1.17  嵌入式车载电脑
      3.1.18  特殊Pixhawk组件
    3.2  计算效率与数学等式
    3.3  使用变量、函数、模块和对象
      3.3.1  变量
      3.3.2  结构体
      3.3.3  函数
      3.3.4  模块
    3.4  getter和setter的概念
    3.5  方向和位置的概念
    3.6  安装和编码之间的区别
    3.7  ArduPilot代码的常用部分
    3.8  ArduPilot代码编程的常用模型
    3.9  本章小结
    参考资料和建议网站
第二部分  顺序操作模式
  第4章  基本输入和输出操作
    4.1  头文件
    4.2  设置
      4.2.1  写入终端
      4.2.2  读取终端
      4.2.3  读取无线电信号
    4.3  辅助通道与状态机简介
      4.3.1  内部传感器读取位置和方向
      4.3.2  外部位置传感器读数（GPS）
      4.3.3  读取模拟传感器
      4.3.4  信号滤波
      4.3.5  读写数字
      4.3.6  电池读数
      4.3.7  通过主LED使用视觉警报
    4.4  本章小结
  第5章  高级操作
    5.1  有线和无线串行通信
    5.2  通信程序
      5.2.1  发送数据的过程
      5.2.2  数据验证过程
      5.2.3  基本“校验和”方法的描述
      5.2.4  XOR“校验和”方法的描述
    5.3  轮询
    5.4  通过串行通信和开发板从外部设备读取信息
    5.5  写入无刷电机（BLDC电机）
      5.5.1  代码优化
      5.5.2  写入电机的简化函数
    5.6  写入标准直流电机（有刷）
    5.7  使用步进电机
    5.8  使用伺服电机执行辅助任务
    5.9  ArduPilot兼容电机总结
    5.10  数据的使用与存储
    5.11  使用Mission Planner GUI绘制SD数据
    5.12  时间管理
    5.13  本章小结
  第6章  控制具有平稳飞行模式的四轴飞行器
    6.1  多轴飞行器的基本建模
    6.2  第二个例子：双轴飞行器（同轴电机分析）
    6.3  速度运动学关系
      6.3.1  动态平移方程
      6.3.2  动态旋转方程
    6.4  飞行模式
    6.5  解耦的任务
    6.6  控制方法
    6.7  闭环与开环
    6.8  饱和PD控制（飞行的软模式基本控制）
    6.9  无人机飞行的实施
    6.10  本章小结
    参考资料
第三部分  实时模式
  第7章  实时工作环境
    7.1  链接器
    7.2  调度程序说明
    7.3  实时模式/调度程序模式下的ArduPilot常用部件
    7.4  测量任务执行时间
    7.5  本章小结
  第8章  应用程序代码
    8.1  radio.pde模块
    8.2  control.pde模块
    8.3  data.pde模块
    8.4  pose.pde模块
    8.5  本章小结
    参考资料
附录1  与其他SDK命令的比较
附录2  设置扩展代码
附录3  扩展头文件
附录4  完整功能代码
附录5  有用的关键字
附录6  安装ArduPilot库
附录7  推力矢量
附录8  全向性
附录9  扩展功率的方法
附录10  四轴飞行器设计总结
附录11  使用头文件