動手打造專屬四旋翼

　　製作一臺能夠起飛、著地、盤旋並翱翔天際的自製遙控飛行器。《動手打造專屬四旋翼》，並使用Parallax ® Elev-8套件提升您的設計；透過一步一步的組裝流程與實驗，讓您立刻了解四旋翼可以執行的事情、知道如何連接Elev-8的零件、編寫微控制器的程式、使用GPS在四旋翼上且安全地操作。透過自行設定四旋翼返家功能、列隊飛行甚至人工智慧等有趣的教學，提升您的設計基礎並刺激您充滿創意的想法。

本書特色

　　1、了解控制四旋翼飛行背後的原理
　　2、探索您的Parallax ® Elev-8套件中的組件
　　3、透過插圖的基礎教學指引完成您的飛行器
　　4、連接Parallax到您的電腦並撰寫Spin與C語言
　　5、建立擁有極小干擾的遙控系統
　　6、添加GPS系統來透過Google Earth追蹤您的飛行器
　　7、透過WiFi與XBee模組來傳送您的飛行器資訊到手機
　　8、裝置鏡頭並即時傳送影像到地面工作站
　　9、透過飛行模擬軟體的模擬訓練您安全的操控四旋翼
 

作者簡介

唐納‧諾里斯（Donald Norris）

　　唐納˙諾里斯在大學主修電機工程，並取得產品管理的MBA學位。本文作者目前任教於南新罕布希爾大學（Southern New Hampshire University），教授領域多為IT相關，同時也開設機器人課程。他擁有超過30年的豐富教學經驗，曾在多所大學中擔任兼任教授。

　　諾里斯先生在海軍服役時期，曾潛心於核潛艇的聲學研究以及相關數位訊號處理技術。退役至今逾十七年，身為專業軟體工程師的他擅長使用C、C#、C++、Python、Java等程式語言，曾擔任過五年專業IT保安顧問。

　　爾後，諾里斯先生創立自己的顧問公司──Norris Embedded Software Solutions，主要為微處理器及微控制器的應用及疑問提供諮詢解決服務。他稱自己為「永遠的技術宅」，致力於探索跳脫框架的創新科學實驗。他擁有私人飛行執照、活躍於美國民間航空巡邏組織（Civil Air Patrol）中，同時也是個攝影及業餘無線電愛好者，並熱衷於跑步。

　　諾里斯另著有Raspberry Pi Projects for the Evil Genius一書。

譯者簡介

CAVEDU教育團隊

　　CAVEDU教育團隊是由一群對教育充滿熱情的大孩子所組成的機器人科學教育團隊，於2008年初創辦之後即積極推動國內之機器人教育，以出版書籍、技術研發、教學研習與設備販售為團隊主軸，希望能讓所有有心學習機器人課程的朋友，皆能取得優質的服務與課程。本團隊已出版多本機器人、Arduino、Raspbery Pi程式設計與數位互動等專業書籍，並定期舉辦研習會與新知發表，期望帶給國內的科學DIY愛好者更豐富與多元的學習內容。

　　www.cavedu.com
 

多旋翼直升機簡史
 
多旋翼直升機中最為大家所熟知的，是以四個螺旋槳產升上升力的四旋翼（quadrotor或quadcopter）。它真的是臺直升機，因為其升力是由較窄的水平轉動旋翼產生。四旋翼的設計最早可追溯至1920年代的「De Bothezat」（如圖1-1），這是一臺能載人飛行的直升機，該原型當時是由美國陸軍委託研發製造。
 
1922年10月，這臺四旋翼直升機進行了第一次試飛，地點在現今的俄亥俄州戴頓的賴特．派特森空軍基地。事實上，這臺直升機進行第一次試飛時有六個螺旋槳，後來有兩個螺旋槳被認為不必要而移除掉。De Bothezat在幾年間試飛了超過上百次，但從來沒有飛離地超過五公尺，以及做出橫向的移動。這是因為對駕駛者來說，僅僅維持飛行高度就是一種具複雜性的高難度挑戰，所以更別說想試著橫向移動了。多旋翼直升機的發展因為橫向移動控制而受到了阻礙，直到能大幅減低駕駛員工作量的電腦輔助計算飛行控制系統的發明和運用後，情況才有所改變。美國陸軍在1930年代早期失去了對「De Bothezat」的興趣而讓專案壽終正寢，此專案總共花費超過20萬美元。
 
從1930年代早期到1940年代中期，直升機的發展漸趨停滯，至少在美國本土是這樣。但隨著二次世界大戰結束，直升機的開發工作又重新啟動，但多著重在傳統的設計，如採用主軸結合尾軸，或同轉主軸子這類的方式。無疑地，初期投資直升機的研發是著眼於它的可裝載力，四旋翼預期帶來的好處則遠遠大於它的複雜度與令人詬病的飛行特點。
 
美國陸軍終於研發出一款能派上用場的重載荷、縱列雙旋翼直升機——「Cinhook」，編號CH-47。盡管這款直升機是在1960年代設計的，但為適應現今的環境經過多次改良與升級，目前仍是許多國家的現役機種。
 
美國國防部也有贊助「Osprey（型號V-22）」的研發與製造，這是一臺混合動力、雙傾轉旋翼飛機，它可以像雙旋翼直升機一樣起降，但在巡航模式時，它的雙翼可轉到水平位置，進行像傳統飛機一樣地飛行。圖1.2是V-22裡駕駛艙的照片，可看到所有駕駛員可使用的驚奇科技。
 
Chinook與Osprey都利用了電腦輔助飛行控制系統來大幅降低駕駛員的工作負荷，讓飛機能夠實際安全地飛行，否則連起飛都幾乎是不可能的事。