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无人机全栈开发指南：开源应用与实践

作译者：董昱,董沐宸松

出版时间：2025-08 千字数：365 版次：01-01 页数：228

开本：16开装帧： I S B N ：9787121510076

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纸质书定价：￥69.0

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第1章    无人机开发基础	1
1.1  初识无人机	1
1.1.1  无人机的概念	1
1.1.2  无人机的分类	3
1.2  飞行的基本原理	5
1.2.1  升力的来源	5
1.2.2  无人机的控制	7
1.2.3  描述无人机的运动	12
1.3  无人机的应用	14
1.3.1  航空测绘	14
1.3.2  电力巡检	15
1.3.3  应急管理	15
1.3.4  农业应用	16
1.3.5  资源勘察	16
1.3.6  教育实验	16
1.4  本章小结	17
1.5  习题	17
第2章    无人机系统	18
2.1  无人机系统的组成	18
2.1.1  飞行平台	18
2.1.2  控制系统	19
2.1.3  能源系统	23
2.1.4  动力系统	25
2.1.5  图传系统	28
2.1.6  遥控链路	29
2.2  设备的选择和组装	31
2.2.1  硬件选择	31
2.2.2  设备组装要点	32
2.3  无人机的飞行	33
2.3.1  无人机的基本操作	33
2.3.2  常见问题和处理	37
2.4  安全第一	38
2.4.1  安全飞行	38
2.4.2  飞行前检查	39
2.5  本章小结	40
2.6  习题	40
第3章    Ardupilot让飞行更简单	41
3.1  Ardupilot是飞行的好帮手	41
3.1.1  初识地面站	41
3.1.2  Ardupilot固件的连接和烧录	45
3.2  设置Ardupilot重要参数	47
3.2.1  全部参数表	47
3.2.2  设备连接	48
3.2.3  传感器校准和遥控器校准	49
3.2.4  通道设置	53
3.2.5  其他设置	60
3.3  让Ardupilot当家做主	63
3.3.1  执行飞行任务	63
3.3.2  自动创建航点	68
3.3.3  自动起飞	72
3.3.4  自动降落	73
3.4  本章小结	76
3.5  习题	77
第4章    编译Ardupilot与SITL	78
4.1  Ardupilot的编译和烧录	78
4.1.1  安装WSL	78
4.1.2  在Linux中编译Ardupilot	80
4.2  仿真飞行	86
4.2.1  使用Mission Planner运行SITL仿真软件	86
4.2.2  编译Ardupilot用于SITL模拟	90
4.3  本章小结	95
4.4  习题	95
第5章    深入剖析Ardupilot	96
5.1  认识Ardupilot代码	96
5.1.1  使用VS Code浏览Ardupilot代码	96
5.1.2  Ardupilot代码结构	97
5.1.3  关键的Ardupilot库	100
5.1.4  代码启动流程	102
5.1.5  传感器	109
5.1.6  运行库样例	111
5.2  开发实践	114
5.2.1  发送消息	114
5.2.2  自定义参数	116
5.3  MAVLink与MAVProxy	119
5.3.1  认识MAVLink	119
5.3.2  调试好帮手MAVProxy	121
5.3.3  MAVProxy常用命令	123
5.4  本章小结	126
5.5  习题	126
第6章    VTOL固定翼无人机	127
6.1　初步认识VTOL固定翼	127
6.1.1  VTOL固定翼的特点	127
6.1.2  VTOL固定翼的构型	128
6.2  VTOL固定翼的配置	129
6.2.1  基础设置	129
6.2.2  模式设置	137
6.3  VTOL固定翼的试飞	139
6.3.1  常规飞行	139
6.3.2  飞行任务	140
6.3.3  高级特性	141
6.4  本章小结	143
6.5  习题	144
第7章    可靠的遥控链路	145
7.1  传输协议	145
7.1.1  有线传输协议	145
7.1.2  空中传输协议	149
7.2  EdgeTX操作系统	149
7.2.1  初识EdgeTX操作系统	150
7.2.2  通道信号的传递	155
7.2.3  摇杆基本设置	157

7.3  ExpressLRS链路系统	161
7.3.1  初识ExpressLRS	161
7.3.2  启用和配置ExpressLRS	162
7.3.3  正确设置ExpressLRS	165
7.4  EdgeTX的高级用法	168
7.4.1  监测无人机的状态	169
7.4.2  教练模式设置	173
7.5  EdgeTX Companion	174
7.5.1  管理遥控器档案	175
7.5.2  读取Log日志	177
7.6  本章小结	179
7.7  习题	179
第8章    即时的图传链路	180
8.1  模拟图传	180
8.1.1  视频制式	181
8.1.2  信号频点	181
8.1.3  设备选型	182
8.2  数字图传	187
8.2.1  OcuSync数字图传	188
8.2.2  OpenIPC数字图传	189
8.3  OpenIPC开发基础	192
8.3.1  OpenIPC源代码结构	193
8.3.2  OpenIPC编译构建	194
8.3.3  OpenIPC天空端的烧录	197
8.3.4  OpenIPC地面端的烧录	204
8.3.5  联通并配置OpenIPC设备	207
8.4  本章小结	214
8.5  习题	214
附录1    常用缩写	215
附录2    固定翼无人机的飞行模式	217

在当今这个科技日新月异、飞速发展的时代，曾经只存在于科幻电影中、令人充满遐想的无人机，早已不是遥不可及的虚幻概念。它如同一位悄然降临的使者，实实在在地融入了人们生活的每一个角落，给人们带来了前所未有的便利与惊喜。在摄影领域，航拍爱好者们可以使用无人机带领人们领略平日里难以企及的美景。而在农业领域，无人机通过精准植保，以及对高清摄像头拍摄的图像和数据的分析，为农业的丰收保驾护航。物流配送行业也因无人机的引入而焕发出新的活力，有效降低了物流成本，提高了配送效率。除了在以上领域的广泛应用，无人机还在航空测绘、环境监测、应急救援等行业中展现出了巨大的价值。
本书主要内容
作者曾做过大量的无人机开发与应用工作，出版了《大疆无人机二次开发教程：基于Mobile SDK与UK SDK》《无人机应用开发指南——基于大疆 Payload SDK》《无人机应用开发指南——基于大疆 Mobile SDK和上云API》等书籍，得到了读者的广泛好评。本书从开源无人机技术框架的角度分析无人机原生研发和二次开发过程中的常见技术体系，包括无人机开发调试和应用的基本方法，特别是对目前较为流行的垂直起降固定翼无人机进行了详细介绍。本书主要涉及的开源技术如下。
?Ardupilot：这是一种非常完善的开源飞行控制系统，能够很轻易地实现对各类无人机的控制和开发，拥有活跃的开发者社区，提供丰富的文档和技术支持。
?ExpressLRS：这是一种开源的低延迟、高可靠性无线电控制系统，近年来因其优秀、稳定的传输特性，以及低廉的成本备受关注。
?EdgeTX：这是一种专为各种无人机遥控器设计开源项目的系统，提供了丰富的功能和高度可定制的界面，支持多种协议和模型设置。
?OpenIPC：这是一种开源的智能相机系统，在无人机领域可以提供稳定、高清的图传数据。
本书共8章：第1章介绍无人机的基本概念和主要应用；第2章介绍无人机系统的基本组成，以及无人机飞行中的一些基本注意事项；第3～5章详细介绍Ardupilot的基本用法和内部框架，分析其中的一些重要代码并实现简单的二次开发；第6章介绍VTOL固定翼无人机的基本概念、常用参数和调试方法；第7、8章分别介绍遥控链路和图传链路的常用技术，如ExpressLRS、EdgeTX、OpenIPC等的基本用法。
本书读者对象
本书尽可能使用通俗易懂的语言介绍无人机开源世界中的常见技术，并实现了简单的无人机定制和开发方法。本书既可以作为无人机或航模的新人玩家的入门教程，也可以作为无人机相关学者和从业者的参考书籍。
致谢
感谢电子工业出版社的策划编辑张迪老师在本书写作过程中提出的宝贵意见，感谢王娜、董沐晨阳的支持和鼓励。
随时交流
限于作者的水平，本书难免有介绍不清晰的地方及不当之处，恳请广大读者批评指正。如有任何意见和建议，可以发送邮件至邮箱dongyu1009@163.com进行交流。为了建立起读者之间的联系，作者建立了本书的交流QQ群：622075617，期待各位读者进群交流。

作者   
2025年8月

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