唐早晨
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基于视觉的四旋翼无人机自主导航-专栏计划

基于视觉的四旋翼无人机自主导航-专栏计划

基于视觉的四旋翼无人机自主导航是目前研究的一个热点，学术界有很多课题组都在做这方面的工作，他们也在这一领域贡献了很多学术论文和开源代码以供后来者参考借鉴。但是，我注意到国内少有博客详细讲自主导航四旋翼无人机，这无疑是不利于新人快速入门成长的。因此我计划开设这样的一个专栏，通过一系列博客文章，详细讲述自主导航四旋翼无人机的方方面面。

关于作者

我目前是一名二年级的硕士研究生。最早接触到四旋翼无人机是在大一大二的时候，第一个与四旋翼相关的项目是微型四旋翼，具体就是一个集成在单块PCB板上的微型四旋翼，大概手掌大小。当时跟三个同学合作做这个项目，我当时负责硬件部分和底层驱动的嵌入式编程，无奈这个项目的控制算法做得并不好，有一些问题我们始终没有解决。
在大三大四的时候，我独立做了一个四旋翼无人机基于视觉进行室内定位的大学生创新项目，当时学术界VSLAM还并没有很成熟，我用的是地面标志辅助定位的方法。在做的过程中，我感受到了一个正确的方向对研究的重要性。最开始做的时候几乎是一头雾水的，走了无数的弯路。好在当初有另一个同样做无人机相关的大创项目组的同学，我跟他进行好多次交流之后，才慢慢走回正道，这里也是非常感谢那位同学。最终确定的方案现在看来比较常见，即ROS框架下对PX4飞控做onboard的外部控制。
大四毕业后的暑期在DJI Robomaster暑期夏令营度过了爆肝而又愉快的40天，最后在ROS框架下用DJI M-100 + Onboard SDK做了一个无人机自动给步兵车投弹补给的系统，并且幸运地拿了一个个人的嵌入式最佳奖。
硕士阶段，定的研究方向就是四旋翼自主导航方面，主攻方向就是轨迹规划。无奈课题组做四旋翼的就我一个人，因此整个系统从硬件到软件都是我一个人完成，可以说是很惨了。不过也好，能学到很多东西，领域内也有很多大佬的开源代码可以应用。
总之，作者的技术路线是从机械开始，然后到硬件到嵌软到控制，最后到导航算法。虽然并不是每一部分都精通，但好在都做过。

写作计划

这个专栏将设计到四旋翼无人机的方方面面，主要分为以下几个部分：

  1. 四旋翼无人机的硬件结构
  2. 飞控与onboard外部控制
  3. 视觉里程计
  4. 建图与地图融合
  5. 导航框架
  6. 轨迹规划
  7. …

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