無人機編程實戰：基於 ArduPilot 和 Pixhawk (Advanced Robotic Vehicles Programming: An Ardupilot and Pixhawk Approach)

胡里奧·阿爾貝托·門多薩-門多薩（Julio Alberto Mendoza-Mendoza）於2016年在墨西哥國立理工學院CIC獲得了計算機博士學位，專門研究欠驅動機器人、無人機系統，以及智能和非線性控制。
他還分別於2011年和2008年在墨西哥國立理工學院UPIITA獲得了OO技術碩士學位和機電工程學士學位。
目前，Julio正在研究相關領域的五項專利，並通過其2017年的DGAPA資助在墨西哥國立自治大學開發他的飛行串行機器人控制器理論。
Julio AlbertoMendoza-Mendoza和Victor Gonzalez-Villela在墨西哥國立自治大學（UNAM）工程學院OO工程中心（CIA）工作。

譯者序
前言
致謝
第一部分　引言
第1章　硬件和軟件說明 2
11　自動駕駛儀 2
12　自動駕駛儀的種類：SDK與GUI 3
13　SDK的種類 4
14　Pixhawk自動駕駛儀（硬件） 5
15　克隆版本與原始版本 8
16　商業自動駕駛儀與你自己的設計 8
17　ArduPilot庫（軟件） 9
18　兼容性和類似項目 9
19　硬件和軟件之間的困惑 10
110　本章小結 10

第2章　ArduPilot工作環境 11
21　ArduPilot庫的相關文件類型 11
22　特定數據類型 11
23　所用程序的描述和流程 12
231　編碼和編譯 13
232　連接和加載接口 13
233　物理執行 13
234　顯示 13
235　反饋 14
24　上傳自定義代碼到自動駕駛儀 14
25　使用Eclipse創建新項目 16
26　錯誤校驗 21
27　ArduPilot庫中直接使用Arduino是否可行 26
28　本章小結 27

第3章　概念和定義 28
31　輔助組件 28
311　無刷電機 28
312　ESC 29
313　螺旋槳 30
314　框架 30
315　特殊連接器 31
316　遙測模塊（無線串行通信） 32
317　鋰電池 33
318　電池測試儀或電池監測器 33
319　GPS模塊 34
3110　分配器 34
3111　電源模塊 35
3112　矽線 36
3113　熱電偶 36
3114　緊扣件 36
3115　被動防振模塊 36
3116　遙控器 37
3117　嵌入式車載電腦 37
3118　特殊Pixhawk組件 38
32　計算效率與數學等式 38
33　使用變量、函數、模塊和對象 39
331　變量 39
332　結構體 39
333　函數 40
334　模塊 40
34　getter和setter的概念 42
35　方向和位置的概念 42
36　安裝和編碼之間的區別 44
37　ArduPilot代碼的常用部分 44
38　ArduPilot代碼編程的常用模型 45
39　本章小結 46
參考資料和建議網站 47

第二部分　順序操作模式
第4章　基本輸入和輸出操作 51
41　頭文件 52
42　設置 54
421　寫入終端 54
422　讀取終端 56
423　讀取無線電信號 57
43　輔助通道與狀態機簡介 62
431　內部傳感器讀取位置和方向 64
432　外部位置傳感器讀數（GPS） 68
433　讀取模擬傳感器 72
434　信號濾波 73
435　讀寫數字 75
436　電池讀數 77
437　通過主LED使用視覺警報 78
44　本章小結 79

第5章　高級操作 80
51　有線和無線串行通信 80
52　通信程序 83
521　發送數據的過程 84
522　數據驗證過程 87
523　基本“校驗和”方法的描述 87
524　XOR“校驗和”方法的描述 87
53　輪詢 89
54　通過串行通信和開發板從外部設備讀取信息 97
55　寫入無刷電機（BLDC電機） 99
551　代碼優化 106
552　寫入電機的簡化函數 106
56　寫入標准直流電機（有刷） 110
57　使用步進電機 117
58　使用伺服電機執行輔助任務 118
59　ArduPilot兼容電機總結 121
510　數據的使用與存儲 121
511　使用Mission Planner GUI繪製SD數據 126
512　時間管理 133
513　本章小結 135

第6章　控制具有平穩飛行模式的四軸飛行器 136
61　多軸飛行器的基本建模 140
62　第二個例子：雙軸飛行器（同軸電機分析） 149
63　速度運動學關係 155
631　動態平移方程 157
632　動態旋轉方程 158
64　飛行模式 161
65　解耦的任務 163
66　控制方法 165
67　閉環與開環 165
68　飽和PD控制（飛行的軟模式基本控制） 166
69　無人機飛行的實施 175
610　本章小結 180
參考資料 180

第三部分　實 時 模 式
第7章　實時工作環境 184
71　鏈接器 184
72　調度程序說明 184
73　實時模式/調度程序模式下的ArduPilot常用部件 185
74　測量任務執行時間 186
75　本章小結 190

第8章　應用程序代碼 191
81　radiopde模塊 194
82　controlpde模塊 194
83　datapde模塊 197
84　posepde模塊 200
85　本章小結 201
參考資料 202
附錄1　與其他SDK命令的比較 203
附錄2　設置擴展代碼 205
附錄3　擴展頭文件 206
附錄4　完整功能代碼 210
附錄5　有用的關鍵字 215
附錄6　安裝ArduPilot庫 216
附錄7　推力矢量 234
附錄8　全向性 236
附錄9　擴展功率的方法 239
附錄10　四軸飛行器設計總結 241
附錄11　使用頭文件 245