嵌入式农业无人机集群协同控制

🌾 30章 · 从入门到集群实战
01 农业无人机概述
  • 农业无人机的发展历程
  • 在精准农业中的应用
  • 与传统农业机械对比
02 多旋翼无人机飞行原理
  • 动力学模型
  • 升力与推力产生机制
  • 姿态控制基础 (俯仰/横滚/偏航)
03 嵌入式系统基础
  • 嵌入式处理器选型 (STM32/ESP32)
  • 实时操作系统 FreeRTOS 简介
  • 传感器数据采集基础
04 无人机核心传感器
  • GPS/RTK 定位模块
  • 惯性测量单元 (IMU)
  • 气压计与超声波测距
  • 光流传感器
05 PWM与电机控制
  • PWM 信号原理
  • 无刷电机与电子调速器 (ESC)
  • 电调校准与油门曲线
06 通信协议基础
  • UART 串口通信
  • I2C 与 SPI 总线
  • MAVLink 协议简介
  • 无线数传模块 (LoRa/XBee)
07 地面站系统搭建
  • Mission Planner / QGC 安装配置
  • 数传电台连接
  • 飞行参数调优
08 ArduPilot固件架构
  • ArduPilot 代码结构
  • 任务调度器
  • 传感器驱动框架
  • 参数系统
09 PX4固件入门
  • PX4 架构概览
  • uORB 消息机制
  • 飞行模式详解 (自稳/定高/悬停)
10 无人机姿态解算
  • 四元数与欧拉角
  • 互补滤波算法
  • Mahony 滤波实现
11 PID控制理论
  • PID 控制器原理
  • 位置环与速度环
  • 参数整定 (Ziegler-Nichols)
12 单机自主飞行实现
  • 航点规划
  • 任务上传
  • 自主起飞与降落
  • 故障保护机制
13 集群通信网络
  • Ad-hoc 网络拓扑
  • 广播与组播通信
  • 时间同步协议 (PTP)
14 分布式任务分配
  • 市场机制算法
  • 匈牙利算法
  • 一致性协议 (Consensus)
15 编队控制策略
  • 长机-僚机编队
  • 虚拟结构法
  • 行为法编队
16 避碰与防撞
  • 基于几何的避碰算法
  • 速度障碍法 (VO)
  • 安全距离保持
17 农业环境感知
  • 多光谱相机
  • NDVI 植被指数计算
  • 作物行识别
18 变量喷洒控制
  • 流量计校准
  • 泵阀控制
  • 喷洒地图生成
19 播种与施肥作业
  • 精量播种控制
  • 肥料流量控制
  • 作业路径规划
20 集群协同作业场景
  • 大面积喷洒
  • 协同测绘
  • 应急响应
21 仿真环境搭建
  • Gazebo + ROS 仿真
  • AirSim 无人机仿真
  • SITL 软件在环仿真
22 硬件在环测试
  • HIL 仿真原理
  • Pixhawk 硬件连接
  • 故障注入测试
23 嵌入式C编程实战
  • GPIO 操作
  • 定时器中断
  • DMA 传输
24 FreeRTOS任务管理
  • 任务创建与删除
  • 信号量与互斥锁
  • 消息队列
25 传感器融合实战
  • MPU6050 数据读取
  • GPS+IMU 融合定位
  • 卡尔曼滤波入门
26 MAVLink二次开发
  • 自定义消息定义
  • 消息收发实现
  • QGC 插件开发
27 机载计算机开发
  • 树莓派 / Jetson 环境搭建
  • ROS 节点编写
  • 视觉处理管线
28 集群决策算法
  • 基于行为的决策
  • 有限状态机
  • 强化学习入门
29 安全与法规
  • 无人机法规概述
  • 地理围栏
  • 紧急降落策略
30 综合项目实战
  • 从零搭建3机喷洒集群
  • 系统联调
  • 田间试验数据分析