正版新書--愛上無人機：原理結構、航拍操控與DIY實例精匯 [美]Make雜誌編輯 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] Make雜誌編輯 著

圖書標籤:

• 無人機
• 航拍
• DIY
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• 操控
• Make雜誌
• 電子愛好
• 科技
• 無人機技術

店鋪： 麥點文化圖書專營店

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115458322

商品編碼：29343984146

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2017-07-01

基本信息

書名：愛上無人機：原理結構、航拍操控與DIY實例精匯

定價：59.00元

作者：Make雜誌編輯

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2017-07-01

ISBN：9787115458322

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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※這本書原版來自make雜誌精選，內容實用性非常強，在業內非常有影響力。※彩色大圖，步驟清晰，比市麵上現有的圖書品相好，更能夠迎閤喜愛四鏇翼飛行器的愛好者的興趣。關於無人機的很多技術文章，鼓勵讀者拓展“創造性思維”，以此為無人機拓展更多的功能，例如運送醫療物資。.揭示無人機創新應用後麵所蘊含的概念，例如如何為一些地標建築進行三維建模。.帶領讀者從零開始，按照相應的步驟製作不同種類的無人機；或者創建無人機的新型應用模式。

內容提要

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本書將嚮讀者提供多款時下流行的四軸飛行器、無人機的製作案例，給齣每個案例的用材、設計方案、製作步驟、編程技巧、操作方法，是無人機愛好者、創客們很好的參考性圖書。本書內容是從《Make（愛上製作）》雜誌中精選齣來的受歡迎的無人機設計案例，可以為入門級愛好者提供很好的創意性啓發。

目錄

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目錄



PART 01 特點 1

理解無人機 3

從多軸飛行器開始 5

産品曆史 5

工作原理 5

你的個多軸飛行器 6

製造屬於你自己的多軸飛行器 6

電池與電機 6

電子速度控製器和控製主闆 6

機身和遠程控製裝置 7

使用多軸飛行器錄製視頻 7

平衡環和陀螺儀 7

相機和視頻嚮地傳輸 8

走嚮遠方：無人多軸飛行器 8

無人機的具體結構 11

標準螺鏇槳 11

“推進式”螺鏇槳 11

電機 11

電機底座 11

起落裝置與吊杆 11

吊杆 11

主機體 12

電子速度控製器（ESC） 12

飛行控製器 12

GPS模塊 12

接收器 12

天綫 13

電池 13

電池組件 13

平衡環 13

陀螺電機 13

平衡控製器 13

相機 13

用無人機為遭受戰爭睏擾的敘利亞

投遞食物與藥品 15

多盡一份力 15

復雜性 15

獲取無人機起飛準許 15

一個誌願者團隊 15

開闢新天地 20

開放資源 20

無人機可以更多地用於人道救助 21

四軸飛行器 25

用APM完成從0~60的加速 25

建造世界上堅固的無人機 26

作為空中接入點的無人機 27

控製 27

遙測技術 27

視頻 27

Part 02 指導 29

從航拍視頻起步 31

選擇閤適的UAV 31

選擇閤適的相機 32

固定相機 32

平衡環與飛行運功 32

螺鏇槳的振動和“果凍效應” 32

裝入視角係統 34

練習，練習，還是練習！

重要的事情說三遍！ 34

四軸飛行器的攝影製圖 37

FPV基礎入門 41

相機 41

安裝相機 41

地麵接收站 41

頻率 41

電源 42

天綫 42

屏幕菜單 42

視頻顯示 43

飛行守則 45

Part 03 計劃 47

“傻瓜飛行器” 49

步：將支撐臂剪切為閤適的長度 50

第二步：修剪左右側支撐臂 50

第三步：加固支撐臂 51

第四步：粘連支撐臂 51

第五步：安裝電機 52

第六步：安裝中心組件 52

第七部：飛行電子元器件 52

第八步：添加燈光 53

第九步：飛行測試以及更多內容 54

手工版UAV 57

材料 57

工具 58

步：製作機身 59

第二步：製作支撐臂 59

第三步：組裝機身 60

第四步：給電源集綫器安裝綫路 60

第五步：為電機軸承留齣位置 61

第六步：安裝電機 62

第七步：安裝著陸裝置 62

第八步：安裝防振裝置 63

第九步：安裝相機/電池底座 63

第十步：安裝相機與電池 64

第十一步：安裝航空電子設備 65

第十二步：安裝平衡控製器 66

第十三步：安裝軟件 67

第十四步：安裝螺鏇槳 67

初次飛行 68

結語 68

WAVEcopter：一個防水的

四軸飛行器 71

步：準備集綫器 72

第二步：準備轉動臂 72

第三步：製作電機底座 73

第四步：安裝電源零件 74

第五步：安裝飛行控製器 75

第六步：準備電池 76

第七步：安裝GPS定位器 76

第八步：安裝起落架和浮筒 77

第九步：飛行檢查和校準 77

第十步：終檢查和密封 78

關於無人機和遙控飛機的貨箱

和投放裝置 81

零件/工具 82

步：建造貨箱 83

第二步：安裝螺栓配件 83

第三步：製作固定架 84

第四步：安裝前部支柱 84

第五步：修改機身 85

第六步：安裝前部支柱 85

第七步：安裝橡皮繩和貨箱 86

第八步：將貨箱固定 86

建造你的架三軸飛行器 89

為什麼要使用三軸飛行器 89

一架給Maker的三軸飛行器 89

零件 89

工具 90

規格 90

步：打磨和噴漆 91

第二步：安裝鉸鏈式機尾 91

第三步：安裝鉸鏈式機尾（續） 91

第四步：安裝前部支撐臂 92

第五步：安裝前部支撐臂（續） 92

第六步：準備機身甲闆 93

第七步：安裝ESC 93

第八步：安裝支撐臂 94

第九步：安裝起落架 94

第十步：懸空相機托盤 94

第十一步：安裝接收器和飛行控製器 95

第十二步：關於飛行控製器 95

作者介紹

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本書內容精選自國外知名動手製作雜誌《Make》，由《Make》雜誌官方授權，並權V發布。四軸飛行器製作項目精匯，創客喜愛的21個無人機設計與製作案例。

文摘

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序言

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探索天空的翅膀：無人機世界的奇妙之旅 在人類探索天空的漫長曆史中，翅膀曾是夢想的寄托，而如今，我們賦予瞭機器翅膀，讓它們以超乎想象的方式翱翔於天地之間。無人機，這個集科技、創意與自由於一體的現代奇跡，正以前所未有的速度改變著我們的生活，從宏偉的工業應用到令人驚嘆的藝術創作，它們的身影無處不在。 如果你對這股席捲全球的科技浪潮感到好奇，如果你渴望瞭解那些在空中翩翩起舞的“精靈”究竟是如何實現這一切，那麼，一場關於無人機的探索之旅將為你揭開神秘的麵紗。這不僅僅是關於精密的機械和復雜的電路，更是關於人類無限的創造力，以及我們如何通過科技，去觸碰更廣闊的世界。 飛行的奧秘：理解無人機的核心 無人機並非憑空而起，它們的飛行背後蘊藏著深刻的科學原理。要真正理解無人機，我們首先需要認識它們構成，以及支撐其飛行的物理法則。 1. 動力係統：飛翔的基石 無人機的動力主要來源於電機和螺鏇槳。這些看似簡單的部件，卻是決定無人機飛行性能的關鍵。 電機（Motors）： 大多數無人機采用無刷直流電機（Brushless DC Motor，BLDC）。與傳統的有刷電機相比，無刷電機具有更高的效率、更長的壽命、更小的體積和更輕的重量。它們通過精確控製電流的通斷，驅動轉子鏇轉。電機的功率、轉速和扭矩直接影響著無人機的起飛重量、爬升速度和飛行穩定性。 螺鏇槳（Propellers）： 螺鏇槳就像飛機的翅膀，通過鏇轉産生升力。螺鏇槳的直徑、螺距（Pitch）以及葉片的數量和形狀都會影響其空氣動力學性能。不同尺寸和設計的螺鏇槳適用於不同大小、不同用途的無人機。例如，較大的螺鏇槳通常能産生更大的升力，適閤承載重物；而高轉速、小直徑的螺鏇槳則能提供更快的響應速度，適閤進行敏捷的機動飛行。 2. 控製係統：大腦與神經 讓無人機能夠自主飛行、執行指令，離不開一個精密的飛控係統（Flight Controller，FC）。飛控係統是無人機的“大腦”，負責接收和處理各種傳感器的數據，並嚮電機發送指令，從而控製無人機的姿態和飛行軌跡。 飛控主闆（Flight Controller Board）： 這是飛控係統的核心，集成瞭微處理器、傳感器和其他電子元件。它運行著復雜的飛行控製算法，能夠實現自動懸停、定高、定點、路徑規劃等多種功能。 傳感器（Sensors）： 飛控係統依賴於多種傳感器來感知周圍環境和自身狀態。 IMU（Inertial Measurement Unit，慣性測量單元）： 這是最核心的傳感器之一，通常包含陀螺儀（Gyroscope）和加速度計（Accelerometer）。陀螺儀用於測量無人機的角速度，感知其鏇轉變化；加速度計則測量無人機的綫加速度，感知其運動狀態。通過融閤IMU的數據，飛控係統可以實時瞭解無人機的俯仰、滾轉和偏航角度，並維持其穩定。 氣壓計（Barometer）： 用於測量大氣壓力，從而估算無人機的高度。這對於實現定高飛行至關重要。 GPS（Global Positioning System，全球定位係統）： 通過接收衛星信號，GPS模塊可以為無人機提供精確的位置信息。這使得無人機能夠實現自動返航、路徑跟隨以及精準的地理定位。 羅盤（Magnetometer）： 用於檢測地磁場，從而確定無人機的航嚮。與GPS結閤，可以實現更穩定的航嚮控製。 電子調速器（Electronic Speed Controller，ESC）： ESC負責將飛控係統的低功率信號轉換為驅動電機所需的高功率電流，並根據飛控指令精確控製電機的轉速。一個多鏇翼無人機通常需要多個ESC，每個ESC對應一個電機。 3. 能源係統：驅動飛翔的血液 無人機的能量來源主要是電池。 鋰聚閤物電池（Lithium Polymer Battery，LiPo）： 這是目前無人機領域最主流的電池類型。LiPo電池具有能量密度高、重量輕、電壓穩定等優點，能夠為無人機提供充足的動力。瞭解LiPo電池的電壓（S數）、容量（mAh）和放電倍率（C數）對於選擇閤適的電池和安全使用至關重要。 4. 通信係統：指令的傳遞 無人機需要與地麵站（通常是遙控器）進行通信，以接收指令並迴傳數據。 遙控器（Remote Controller，RC）： 遙控器是操作員與無人機之間的橋梁。它通過無綫電信號嚮無人機發送飛行指令，如前進、後退、上升、下降、轉彎等。 接收機（Receiver）： 安裝在無人機上的接收機負責接收遙控器發送的信號，並將其傳遞給飛控係統。 圖傳係統（Video Transmission System）： 對於航拍無人機而言，圖傳係統至關重要。它能夠將無人機攝像頭拍攝的實時畫麵通過無綫信號傳輸迴地麵端的顯示設備（如手機、平闆或專用顯示器），讓操作員能夠實時觀察飛行視角。 操控的藝術：掌握天空的指揮棒 擁有先進的硬件是基礎，而熟練的操控技巧則是將無人機能力發揮到極緻的關鍵。從基本的飛行模式到精細的動作調整，操控無人機是一門結閤瞭技術與藝術的學問。 1. 基本飛行姿態：穩固的起飛與降落 起飛（Takeoff）： 確保無人機四周無障礙物，將遙控器搖杆推到適當位置，使電機緩慢加速，直到無人機剋服重力，平穩升空。 懸停（Hovering）： 在預設高度保持不動，這是對飛控係統穩定性和操作員精細控製的考驗。 降落（Landing）： 緩慢降低高度，將遙控器搖杆推至最低點，直至無人機平穩著陸。 2. 三軸姿態控製：精準的機動 無人機的飛行姿態主要由俯仰（Pitch）、滾轉（Roll）和偏航（Yaw）這三個軸來控製： 俯仰（Pitch）： 控製無人機嚮前或嚮後傾斜，實現前進或後退。 滾轉（Roll）： 控製無人機嚮左或嚮右傾斜，實現嚮左或嚮右平移。 偏航（Yaw）： 控製無人機圍繞自身垂直軸鏇轉，實現左轉或右轉。 通過對這三個軸的精確控製，操作員可以指揮無人機做齣各種復雜的飛行動作。 3. 飛行模式的運用：釋放無人機潛能 現代無人機通常配備多種飛行模式，以適應不同的飛行需求： 手動模式（Manual Mode / Acro Mode）： 操作員完全掌控無人機的姿態，沒有任何輔助穩定，適閤經驗豐富的飛手進行特技飛行。 姿態模式（Attitude Mode）： 飛控係統會提供一定的自穩功能，但操作員仍然需要控製俯仰和滾轉來維持位置。 定高模式（Altitude Hold Mode）： 飛控係統利用氣壓計來自動維持飛行高度，操作員隻需控製水平方嚮的移動。 定點模式（Position Hold Mode）： 結閤GPS和IMU數據，飛控係統能夠將無人機鎖定在指定的三維空間位置，實現自動懸停。 返航模式（Return to Home / RTH）： 當電量過低、信號丟失或用戶指令時，無人機會自動規劃路徑飛迴起飛點。 航點規劃模式（Waypoint Navigation）： 操作員可以預設一係列的飛行路徑點，無人機會自動按照規劃的路綫進行飛行。 4. 視覺操控與航拍技巧：捕捉精彩瞬間 對於航拍無人機而言，熟練的操控與優秀的攝影技巧同樣重要。 構圖與視角： 學習利用無人機獨特的高空視角，探索前所未有的構圖方式。 鏡頭語言： 掌握推、拉、搖、移等基本鏡頭運動，以及升降、環繞等高級動作，為畫麵注入動感。 光影運用： 瞭解不同光綫條件對畫麵效果的影響，選擇最佳的拍攝時機。 後期處理： 學習使用剪輯軟件對航拍素材進行後期製作，提升視頻的整體質量。 DIY的樂趣：創造屬於你的飛行夥伴 除瞭直接購買成品無人機，DIY（Do It Yourself）也為愛好者們打開瞭另一扇門，讓你有機會深入瞭解無人機的內部構造，親手打造屬於自己的飛行器。DIY無人機不僅能帶來組裝的成就感，更能讓你在實踐中掌握更深入的理論知識，並根據自己的需求進行個性化定製。 1. 認識無人機組件：模塊化的世界 DIY無人機如同拼搭積木，需要將不同的電子模塊進行組閤。瞭解這些模塊的功能至關重要： 機架（Frame）： 無人機的主體結構，通常由碳縴維、塑料等輕質材料製成，承載所有電子元件。選擇閤適的機架尺寸和類型（如四軸、六軸等）是DIY的第一步。 電機（Motors）與螺鏇槳（Propellers）： 根據機架大小和預期載重選擇閤適的電機 KV 值（每伏特電壓下的轉速）和螺鏇槳尺寸。 飛控闆（Flight Controller Board）： 選擇一款功能強大、性能穩定的飛控闆，如 Pixhawk、Betaflight 支持的飛控等。 電子調速器（ESCs）： 每個電機都需要一個與之匹配的ESC，確保其額定電流能夠滿足電機的需求。 電源分配闆（Power Distribution Board，PDB）： 用於將電池的電力分配給各個ESC和飛控闆。 接收機（Receiver）： 選擇與你遙控器兼容的接收機。 電池（Battery）： 確定所需的飛行時間和載重，選擇閤適的LiPo電池容量和電壓。 遙控器（Remote Controller）： 選擇一款功能齊全、操作舒適的遙控器。 攝像頭與圖傳（Camera & FPV System）： 如果你想進行航拍或FPV（第一人稱視角）飛行，需要選擇閤適的攝像頭和圖傳設備。 2. 組裝過程：細緻與耐心 DIY組裝並非易事，需要極大的細緻和耐心。 閱讀說明： 仔細閱讀每個模塊的說明書，理解其功能和連接方式。 焊接技巧： 許多連接需要進行焊接，熟練掌握焊接技術是DIY的基礎。 綫路連接： 按照電路圖準確連接各個模塊的電源、信號綫，避免短路。 飛控調參： 組裝完成後，最關鍵的步驟是飛控的參數設置（調參）。這決定瞭無人機的飛行穩定性、響應速度和操控感受。需要根據實際飛行情況不斷調整PID參數，直到達到理想狀態。 3. 故障排除與升級：持續的進化 DIY的魅力還在於其強大的可維護性和可升級性。當無人機齣現問題時，你可以通過診斷和維修來解決；當有新的技術或需求齣現時，你也可以隨時更換或添加新的模塊，讓你的無人機不斷進化。 無人機的未來：天空的無限可能 從最初的軍事偵察，到如今的航拍、物流、測繪、農林植保、應急救援，無人機的應用領域正在以前所未有的廣度拓展。未來，隨著人工智能、5G通信、傳感器技術等領域的飛速發展，無人機將變得更加智能化、自主化，並將在更多領域扮演關鍵角色。 智能交通： 無人機有望成為未來城市交通的重要組成部分，如載人飛行器、空中齣租車等。 精準農業： 無人機將更廣泛地應用於農作物監測、精準施肥、病蟲害防治，提高農業生産效率。 環境監測： 無人機能夠快速、高效地收集環境數據，為環境保護提供有力支持。 應急響應： 在災害發生時，無人機可以快速抵達現場，進行偵察、搜救、物資投遞等工作。 走進無人機世界，你將開啓一段充滿發現和創造的旅程。無論你是想從零開始學習飛行的愛好者，還是希望深入瞭解技術原理的探索者，亦或是渴望親手打造獨一無二飛行器的創客，無人機都將為你提供一個廣闊的舞颱，去感受飛行的魅力，去觸摸未來的科技前沿。讓我們的目光投嚮天空，那裏，正有無數的可能性在等待被發現。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值遠超齣瞭一個入門指南的範疇，它更像是一套完整的“無人機係統工程速成課”。我特彆欣賞它對“法規和安全倫理”的嚴肅處理。在很多側重技術實現的書籍中，這部分往往被輕描淡寫，但這本書用瞭相當大的篇幅來闡述適航標準、隱私保護邊界以及緊急情況下的應急預案。這種對責任和規範的強調，讓我深刻意識到，玩好無人機不僅僅是技術活，更是社會責任。書中提供的“新手飛行檢查清單”也被我打印齣來，貼在瞭我的工具箱上，這已經成瞭我每次起飛前的固定流程。它不僅僅教我如何“飛得高”，更重要的是教我如何“飛得對”。對於任何一個希望將無人機技能提升到專業水準的人來說，這本書提供的知識體係是全麵且極具前瞻性的，它為你未來的進階學習打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是為我量身定做的！我一直對無人機那種“空中之眼”的魔力著迷，但總覺得技術門檻太高，光是那些復雜的術語和電路圖就讓人望而卻步。這本書的優點就在於，它沒有一開始就堆砌那些晦澀難懂的專業名詞，而是用一種非常平易近人的方式，像一個耐心十足的老師傅在手把手地教你。我特彆喜歡它對基礎理論的拆解，那種循序漸進的講解，讓我真切地感受到瞭自己每翻一頁都在進步。比如，它對不同鏇翼布局的空氣動力學解釋，不是乾巴巴的公式推導，而是配上瞭生動的比喻和圖示，讓你一下子就能明白“為什麼是四鏇翼而不是六鏇翼更適閤初學者”。而且，書中對市場主流機型的分析也極其到位，不是那種冷冰冰的參數羅列，而是結閤實際飛行體驗和應用場景來對比，幫我這個選擇睏難癥患者迅速鎖定瞭第一颱入門機。這本書的排版也讓人耳目一新，大量高質量的實拍圖和清晰的結構分解圖，讓原本抽象的機械原理變得觸手可及。毫不誇張地說，這本書點燃瞭我從“旁觀者”到“實踐者”的火花，我現在看天空中的任何一個飛行器，都能立刻在腦海中勾勒齣它的內部結構和工作原理瞭。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書的時候，我其實是帶著點懷疑的，畢竟市麵上打著“精匯”旗號的書，內容往往東拼西湊，深度不足。但這本書的編輯團隊顯然是下瞭大功夫的，它在內容上的廣度和深度達到瞭一個驚人的平衡點。我最欣賞的是它對“航拍”這一核心需求的深度挖掘。它不僅僅教你怎麼“飛起來”，更重要的是教你怎麼“拍齣有故事的畫麵”。比如，關於不同光照條件下曝光的控製，書中給齣的建議是結閤實際的地理環境來調整白平衡，而不是簡單地告訴你“調高ISO”或“降低快門速度”。那幾章關於“低空跟拍運動物體”的技巧分享，簡直是教科書級彆的案例分析，詳細到連搖杆的微小移動角度和速度都有明確的指導。對於我這種希望將無人機技術和我的視頻創作結閤起來的人來說，這本書提供的不僅僅是技術手冊，更像是一本結閤瞭工程學和藝術學的創作指南。讀完後，我明顯感覺自己對構圖、運鏡有瞭更專業的理解，每一次起飛都充滿瞭目的性和專業感，不再是隨便拍拍瞭事。

評分☆☆☆☆☆

讓我印象最深刻的是書中對於“DIY”部分的介紹，這部分內容處理得非常成熟，既照顧到瞭小白讀者，又沒讓硬核玩傢感到索然無味。很多書在講DIY時，無非就是照搬幾個現成的電路圖，但這本書的思路是“授人以漁”。它沒有直接告訴你“把A模塊接到B接口”，而是深入講解瞭為什麼需要選擇特定的飛控芯片、不同電池類型的優缺點、以及如何進行固件燒錄和參數校準的底層邏輯。我按照書中的步驟，成功地為自己的舊相機模塊設計瞭一套簡易的雲颱減震係統，這個過程比我想象的要順利得多，關鍵在於書裏對“安全冗餘設計”的強調，它時刻提醒你在追求創新的同時，不能犧牲飛行的穩定性。特彆是它對3D打印部件在無人機結構中應用的探討，提供瞭很多實用的設計建議和材料選擇指南，這在其他同類書籍中是很少見的深度。這本書真正做到瞭讓讀者理解每一個螺絲、每一條綫路背後的意義。

評分☆☆☆☆☆

從純粹的閱讀體驗上來講，這本書的敘事節奏和信息密度掌控得極好。它不像某些技術文檔那樣枯燥乏味，反而充滿瞭探索和發現的樂趣。閱讀過程中，我經常會停下來，拿起傢裏的其他電子産品進行對比思考，它成功地建立瞭我大腦中“機械結構”、“電子元件”和“軟件控製”之間的無縫連接。比如，它用一個專門的章節來討論如何排除常見的乾擾源——從電磁乾擾到地麵反射，這種細緻入微的“故障排除寶典”價值連城。我之前因為一個小小的信號衰減問題抓耳撓腮瞭好幾天，最後在書裏找到瞭一個不起眼的細節提示，茅塞頓開。這本書的文字風格很“實乾傢”，不賣弄學問，直擊痛點，每一句話都像是經過瞭反復驗證的實戰經驗總結。它不追求花哨的理論包裝，而是專注於如何讓你的無人機更可靠、更穩定、更持久地為你服務。