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无人机技术实践自学与研讨资料汇总及项目策划讨论贴

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i2000s 发表于 2013-8-25 05:05 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 i2000s 于 2014-12-22 03:23 编辑

本人开此帖是为了方便各位热爱航空技术实践的朋友能够系统的获取相关的技术资料,以及方便杂散技术问题的讨论.本帖尝试汇总无人机有关的技术教程资料和网站信息,并配合论坛里其他技术实践和专题讨论贴,期望满足不同知识水平的个人从入门到高阶独立开发组装的知识需求.本帖所指的无人机包括各种无人乘坐驾驶的,利用空气动力进行飞行的装备.大小不限,用途不定,但暂时不讨论具有空天跨越能力的飞行器.大量小型不载人飞机模型,利用旋翼\固定翼\机身本身在外加动力情况下产生升力,可以实现一些实用化的功能,而且目前可以在市面上购买到各种基本所需的配件和组装工具,已经成为各位航空爱好者唾手可得的第一手航空实践的入门玩具和实现各种应用的实物基础. 本帖可将具有大众化推广普及可能的小型飞行器设计/组装/制造/应用技术作为研讨重点.

由于本人非专业人士,而且对中文资料不甚了解,个人所能提供的信息有限,因此更期待着众版友能够积极提供各自所喜欢的资源信息,本人将尽可能及时的将有关信息系统的汇集到首页.本人不能保证信息的及时更新和汇总,不能保证相关资料信息的完整和系统性,请各位版友和版主共同监督,共同推动本帖目标的实现.

原则上,pdf,视频及其他需要上传的资料,请发到论坛专题资料分享区,然后将链接转到本帖.发帖人对所分享的有关资料的版权负责.如有永久外链,可不必重复上传原文件,转发链接足矣.有关开发与学习问题,欢迎直接在本帖下回帖讨论.问题复杂的欢迎开专题讨论.

发表无聊/无意义的回复,引发人身攻击,发布恶意无关广告,散布病毒链接等行为是对他人的不尊重,及浪费了自己的时间,也浪费了他人的精力.这些回复一经发现,将会被即刻删除,用户ID将按照版规给予处罚.

相信通过无人机开发实践所掌握的知识和技能将对非常广泛的个人职业发展领域( 比如软件设计,计算机开发,加工控制,过程优化,信号处理与通信技术,机器人开发,人工智能与高性能计算等等)具有积极的推动作用!

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航空科学与技术基础理论及仿真   |
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在线专题讨论信息:
Google+最近有一个无人机空气动力学和稳定性设计方面的Hangout,有兴趣的朋友可以参加:
https://plus.google.com/u/0/communities/110681358549308877225
主题及时间: 1. UAV Aerodynamics: Airfoils and Wings
    (August 10, 2013)
2. UAV Aerodynamics: High-lift Configurations
    (August 17, 2013)
3. UAV Aerodynamics: Helicopter Blades
    (August 24, 2013)
4. UAV Aerodynamics: Flight Stability
    (August 31, 2013)
具体参加方法见原UAV Google+社区.美国东部时间下午4点开始.
第一期基础知识讨论视频原件已经上传到YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=_RCF2Do4lVY
第二次hangout视频:https://www.youtube.com/watch?v=pN6B7xTJu6g
第三次讨论视频:https://www.youtube.com/watch?v=jxGg8xg2TAU
由于楼主对国内视频资源上传网站和分享方式不熟悉,请知情人员帮忙上传到方便大家观看或下载的地方.期待着有英语基础的同仁帮忙翻译字幕(youtube提供英文字幕自动获取,但是上面的中文自动翻译很差).

综合公开课信息:
公开课信息可以参考汇总贴:http://bbs.9ifly.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=11473#lastpost

有两门2013年9月开始的课程值得推荐给航空航天港的同仁:
1. MIT的飞行器空气动力学:
https://www.edx.org/course/mit/1 ... le-aerodynamics/871
2. MIT的空气动力学入门:
https://www.edx.org/course/mit/1 ... on-aerodynamics/890


某教材的讨论见此楼讨论


飞行控制与优化


气动仿真分析

程序设计基础,算法,软件测试,数学基础等等




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无人机实践技术基础  |
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常用控制板信息
Arduino:官方网站 http://www.arduino.cc/
        一个中文论坛和综合网站: http://www.arduino.cn/

Raspberry pi:官方网站 http://www.raspberrypi.org/

高性能并行计算小型化廉价主板开源开发项目parallela: http://www.parallella.org/

无人机通讯

地图识别和定位

目标跟踪

智能化和自动控制
Udacity开放课程“机器人人工智能”:https://www.udacity.com/course/cs373
课程资料下载等的讨论
http://forums.udacity.com/questi ... and-downloads#cs373

程序设计和算法实现

实物搭建与组装

飞行测试与优化


开源软件及合作软件开发基础
CAD 设计软件:http://www.openscad.org
开源CAD设计图形资料库:http://www.thinginverse.com
Ardupilot的开源控制软件代码:https://github.com/diydrones/ardupilot
Git及分布式版本控制软件的一个中文教程(Git是一种常用的开源开发辅助工具):https://ihower.tw/git/


开源硬件及其他工具
可以复制自己的开源3D打印机RepRap:http://reprap.org



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无人机应用开发技术及知识基础  |
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地图绘制和成像

数据传输


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综合信息及其他相关资源  |
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待进一步完善.望版友补充.




 楼主| i2000s 发表于 2013-8-25 05:56 | 显示全部楼层
二楼备用.以防一楼超出限制.
站长 发表于 2013-8-25 09:12 | 显示全部楼层
希望楼主能把相关模块之间的关系和常用的一些选件组织关系以框图形式介绍一下,基本选件和应用选件。这些是否都有相应的成熟产品呢?
 楼主| i2000s 发表于 2013-8-25 16:35 | 显示全部楼层
本帖最后由 i2000s 于 2013-8-29 16:27 编辑

站长这个问题问的好 呵呵.
不过我不是来这里教课的,这些都需要我们这个论坛对这方面感兴趣的各位用户来共同回答.即使非要让我回答你的问题,我一样要说"I don't know."也许飞行器设计和实践本来就没有啥套路和框图,每个人设计不同的功能,或许有的模块重要,有的模块根本用不上.如果非要搞出个固定版本,估计那是教条.对于飞机,只要气动上有任何的更改,估计飞控软件就要重写.每个人的无人机都是不一样的.

我在国外,身边各种玩飞行器或者其他高级玩具的,他们很多是乐在自己亲自去创新/设计和搭建,而不是成为成熟产品的简单消费者.这边有庞大的设计者社区和产品交换市场,最近各国军用产品更是多的不可思议.英国在阿富汗战场用着他们的10 cm x 2.5 cm的微型无人机到不容易人工进入的区域进行秘密侦查(见下图,Black Hornet Nano military unmanned aerial vehicle (UAV)).
Screenshot from 2013-08-24 23:54:42.png
还有各种昆虫仿生飞行器也在蓬勃发展(见下图几例).
Dragonfly is now at www.indiegogo.com/robotdragonfly
Screenshot from 2013-08-24 23:56:58.png
http://experimentalvaccines.org/eugenics/robots-drones/
Screenshot from 2013-08-25 00:05:18.png

当然也有众所周知的大家伙.
Screenshot from 2013-08-25 00:33:43.png


民间的无人机也搞到了炉火纯清的地步.比如下面的quadcopter的编队飞行,
Screenshot from 2013-08-25 00:04:20.png
垂直起降的一个家伙,
Screenshot from 2013-08-25 00:15:02.png
还有个怪胎,
Screenshot from 2013-08-25 00:17:42.png
如此等等...


很多社区都在一起开发着相关的单元模块或者从事整机制造.我所能从Google上简单搜到的国外的社区有openpilot,arduplane,diydrone等等.有些社区已经共同开发出各种硬件和软件,通过个人兴趣发展和市场的作用形成了一条条完整的链条,并在积极的推广着这个有趣的玩具产业.比如下面来自某社区的攒机部件:
航空爱好者自己开发的核心主板和CPU,
Screenshot from 2013-08-25 00:21:09.png
各种导航和控制模块,
Screenshot from 2013-08-25 00:21:40.png
商业化的陀螺仪,
Screenshot from 2013-08-25 00:23:01.png
无线通信组建,
Screenshot from 2013-08-25 00:23:24.png
机身及组合,
Screenshot from 2013-08-25 00:25:16.png
测速及测压单元,
Screenshot from 2013-08-25 00:26:11.png
飞行控制系统,
Screenshot from 2013-08-25 00:27:15.png
飞行管理软件,
Screenshot from 2013-08-25 00:27:51.png
The robotic aicraft shown on the video is designed Siam UAV Industries, a Skilligent partner. Its flight control software is based on Skilligent Control System Framework, a programming framework designed for mission-critical low-latency applications. A ground control station (GCS) consists of a laptop, a radio modem and a USB joystick console. The USB joystick console is an off-the-shelf game console built for use with a flight simulator.

等等.

某集成化加工后的效果更是有意思:
Screenshot from 2013-08-25 00:46:28.png
当然,类似与上图的quadcopter模型,还有美国IIT开发的既能飞行,又能在陆地/天花板/墙壁上行走的HyTAQ概念机.
The HyTAQ robot has been developed in the Robotics Lab at Illinois Institute of Technology (IIT), part of the Mechanical, Materials, and Aerospace Engineering Department. It is a novel mobile robot capable of both aerial and terrestrial locomotion.

目前已经开发成了玩具:
Screenshot from 2013-08-25 01:03:39.png

Screenshot from 2013-08-25 01:06:29.png


网上各种开发教程和商业化交易中心也已经不少,比如:http://www.hoverflytech.com/,再如网上某航空爱好者开出的quadcopter的建造清单
http://www.youtube.com/watch?v=X6O-gUV9_YE

Published on Jun 29, 2013

This is the first video documenting my attempt to make a quadcopter.

My parts just came in the mail:

Battery: 1800 mAh 3 cell LiPo
Motors: Turnigy 2217 20turn 860kv 22A Outrunner
Speed Controllers: Turnigy Multistar 20 Amp Multi-rotor Brushless ESC 2-4S (OPTO)
Micro-controller: Arduino Mega (2560)
Sensors: 10 DOF IMU (Accelerometer, Gyroscope, Magnetometer, Barometer)
Radio: APC220 V3.0 Serial RF

我对国内的情况不太了解,大概看了下淘宝的货架,好像有不少买卖,不过看看航天港论坛,仿佛又没有人对DIY事业有所问津.我发此帖的目的正在于抛砖引玉,打探一下各位的虚实,创造力如何,热情何在.可以看出,飞行器的开发很多情况下依赖于众人的智慧和力量,需要一定的氛围和共同开发.倘若大家都不过是些看客,或者是不想掌握些核心技术,而只是想买个可以出去炫耀的家伙乐呵乐呵,我们又何必将时间浪费在这里呢?所以,本帖第一目的在于了解论坛内网友的意愿。

此前在本版上开了另外一个帖子讨论一些利用开源软件和硬件进行具体开发的事宜.原则上推荐使用包括Arduino/手机等通用控制平台作为基本控制单元制作原型机或者模块组合,后面可以结合具有独立CPU的raspberry pi或者其他高性能处理单元做更复杂的功能.不过,好像没有多少人行动.也许是需要更多基础吧.

本帖开贴初衷是为了资源整合,没有所谓的权威或者固定的路线.就像是我们去开一门C+++的计算机语言课程,我们不限制大家是否是使用Windows系统还是Linux系统,不管你是使用XA编辑器还是YB编辑器,我们只关注最核心/最底层的C+++问题.这里我们可以涉及空气动力学原理,可以涉及机械加工,可以涉及软件设计,可以涉及硬件搭建,可以设计各种独特的应用,可以涉及优化控制等等可以得到实际应用的话题,更欢迎提供可行的技术路线和合作机制的讨论话题.我没有固定的框架去框死大家的创造力,实际上也不清楚各位的底细\思维路线和市场环境.我建议大家优先提供对各自有直接意义的资料信息或者讨论话题,对于过于空泛或者没有实践可能的话题交给那些喜欢浪费生命的人去做.我可以帮忙汇总已经产生的知识和共识,倾听大家的声音,一起摸索出一条适合于本港的同好发展路线.当然,如果没有真正的参与,条件不成熟,大家自行散去就是,彼此都不用浪费时间.等到我们切实看到希望和曙光之后,大家自然会有感觉下一步该去做什么.

总之,这里没有高低贵贱和绝对的权威,无论什么档次的话题都可以直接发帖提问\质疑\提议,共同思考,大家不必害羞.也不必为了炫耀或者某些不正当的目的肆意发帖.

我相信,论坛里卧虎藏龙,不乏希望掌握核心技术和能力,并把这些有用的技术能力应用到自己的工作领域和业余爱好的朋友。学习的过程重要的并不是有没有人教授固定的知识纲领,而是自己的追问和探讨。我认为,要取得一定的成果,重要的不是每天都设想了什么,不是每天都花了多少时间去关心国家大事,不是自豪的知道中国下一发火箭哪天几点几分几秒发射,不是脑袋了装了几万个为什么,不是被多少人赞扬了多少遍,而是每一天都实实在在的做了什么,在想什么,是否真正系统的掌握了某些关键的原理,所想所做的事情是否对自己和相关的人的将来有意义。如果一个人没有真正的想要完成什么目标,想要了解什么知识,即使让世界上最好的教师给他灌输完他所需要的足够知识,这个人也未必能做出个什么像样的东西。相反,即使一个人开始对某个领域一无所知,没有人帮助,没有人指导,只要他想去完成些目标,踏实的按照既定路线去摸索,去追问,去发现,在现有的网络技术条件下,他一定可以理出个可行而有意义的思路,做出点漂亮的东西。无人机技术涉及面广,更需要团队合作,发挥个人在莫一方面的特长和兴趣(包括机械设计,动力系统,控制系统,通信系统,成像系统,智能化系统,空气动力学,廉价高性能计算,商业推广等等),这样我们更容易实现本论坛的最大功能。欢迎大家在本主题下提一些关键而认真的问题,互相尊重大家的时间,或者提供些自己的学习实践心得,让我们看到彼此的进展和动向,我会去尽最大努力在时机成熟的情况下协助组织后面大家可以一起去完成的有意义项目。

如果论坛里的有志之士期待着跟论坛里的其他同仁一起做点什么,比如开源的软件和硬件项目,欢迎在此畅所欲言。希望这样的目标设置更有利于将来相关主题的发展.










         

璇瑢子 发表于 2013-8-26 01:41 | 显示全部楼层
我觉得不会有人自己做了无人机,再加个摄像头去偷窥、跟踪他人乃至协助进行犯罪活动吧。。。。
 楼主| i2000s 发表于 2013-8-30 23:58 | 显示全部楼层
发现一套教材,希望有人能帮忙搞定:http://uavbook.byu.edu/doku.php
Small Unmanned Aircraft: Theory and Practice
我没有仔细看,相信课程projects应该可以做做。
 楼主| i2000s 发表于 2014-12-22 16:18 | 显示全部楼层
Ardupilot的开源控制软件代码:https://github.com/diydrones/ardupilot
要想使用,需要了解git及版本控制相关的知识。可以自己搜一下Git方面的资料看看。
 楼主| i2000s 发表于 2015-4-6 05:59 | 显示全部楼层
Linux基金会创立Dronecode专案 推进无人机开发
转自:http://laoyaoba.com/ss6/html/25/n-513925.html

Linux基金会宣布创立Dronecode专案(Dronecode Project)。该专案将把现有的开源无人机专案和资产整合为一个由Linux基金会管理的非营利性专案,为无人机(UAV)领域打造一个通用、共用的开源平台。

该项目的创始成员包括3D Robotics、百度、Box、DroneDeploy、英特尔、jDrones、Laser Navigation、高通科技、SkyWard、Squadrone System、Walkera和Yuneec。Dronecode包含APM/ArduPilot UAV软体平台及相关代码,这个平台由先进UAV自动飞行和自主控制技术的先进厂商3D Robotics主持。这家公司的联合创始人Chris Anderson以前曾担任过《连线》杂志总编,着有《长尾理论》、《免费》和《创客:新工业革命》等畅销书。Dronecode专案还将吸纳由苏黎世联邦理工学院的Lorenz Meier领导的PX4专案。

目前有超过1200名开发者参与Dronecode工作,某些项目一天有超过150个code commit。专案实例,包括APM/ArduPilot、Mission Planner、MAVLink和DroidPlanner等。无人机技术前沿的很多组织包括Skycatch、DroneDeploy、HobbyKing、Horizon Ag、PrecisionHawk、Agribotix和Walkera等已采用这个平台。

Andrew Tridgell("Tridge")将出任Dronecode项目技术指导委员会(TSC)主席,他也是项目委员会成员。他是APM/ArduPilot开发工作的首席维护师,他在开源软体社区做出的巨大贡献,包括开发Samba档案伺服器的工作,受到广泛认可。

Linux基金会执行理事Jim Zemlin表示:“开源软体和协作开发正在推进当今最热门、最前沿领域的技术。Dronecode项目就是最好的例子。成为Linux基金会协作项目后,Dronecode社区将获得一个大规模项目在取得突破性进展时所需要的支援。其结果,将使开源无人机和机器人专案取得更大的创新成果并获得一个通用的平台。”

Dronecode专案采取中立的管理结构并协调对社区所需的资源和工具的资助,有助于满足不断发展壮大的开源社区的各种需求。这种管理结构允许其他各方和开发者参与软体发展和影响软体导向。Dronecode项目委员会将由企业成员和技术社区成员组成。技术指导委员会将由顶级专案的专案负责人和维护者组成。委员会成员可通过选举进入技术指导委员会。

无人机的发展在过去两三年明显加快,这主要得益于制造商的推进和无人机在各个新领域的应用。航空航太市场研究公司Teal Group的最新研究估计,在未来十年里,全球用于研究、开发、测试和评估无人机技术的总开支将达到910亿美元。从环境研究、野生动物保护到搜索救援,无人机正逐渐在商业和国防应用以外的各个领域得到认可。另外,无人机为资料分析、存储和显示领域带来的机遇为企业开创了更多的应用机会。目前,全球有数以万计的开发者和厂商正致力于无人机技术及其未来发展。Dronecode专案将有助于推进这些技术的开发进程,加快更优质、更廉价和更可靠的UAV开源软体的推广应用。

Dronecode专案是Linux基金会的一个协作专案。协作专案是获得独立资助的软体专案,利用协作开发的力量,促进整个行业和生态系统的创新。Linux基金会提供至关重要的协作和组织框架,以便专案主管方能够专注创新和结果。
topzdx 发表于 2015-5-8 23:04 | 显示全部楼层

看了一眼Dronecode项目,其中的Autopilot Hardware参数

PIXHAWK is the all-in-one unit, combining FMU and IO into a single package. With hardware floating point unit and SIMD. Details.
    168 MHz Cortex M4F CPU (256 KB RAM, 2 MB Flash)
    Sensors: 3D ACC / Gyro / MAG / Baro
    Integrated backup, override and failsafe processor with mixing
    microSD slot, 5 UARTs, CAN, I2C, SPI, ADC, etc

                               
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topzdx 发表于 2015-5-8 23:07 | 显示全部楼层
本帖最后由 topzdx 于 2015-5-8 23:09 编辑

另一个在板计算机 Odroid U3

                               
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个人感觉这些东东在轻量化上还有可改进之处...
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