基于android小型无人机控制软件的实现

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。基于Android小型无人机控制软件的实现　　摘要：针对目前小型无人机遥控器的复杂性，设计与实现了一种基于Android的小型无人机控制软件。该软件主要由飞行姿态控制模块、软件界面模块和数据传输模块组成。软件主要通过蓝牙与无人机进行无线数据交互，完成对无人机的飞行姿态控制和摄像机的图像传输经系统测试，该终端运行稳定、操作简便、易推广。　　关键词：无人机；飞行姿态控制；Android；APP

2、　　引言　　随着互联网的发展以及智能手机的普及，移动端无人机控制软件的设计与开发成为国内外研究的热点。传统的无人机体积大，控制系统成本高，操控技术要求高，可携带性差，不利于特定极端条件下使用。而小型四旋翼无人机具有体积小巧，易携带，控制简便且量产费用低的优点，在特定环境的勘探下具有明显优势[5]。因此，开发设计一款移动端小型无人机控制软件，具有很大的实用意义。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教

3、育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　目前，美国已经建立了一个小型无人机研发应用中心，利用无人机进行气候变化和资源勘探等科学研究，同时也在开发小型无人机的多种民用用途。在国内，武汉新研制出了一种专门用于火情监测的无人机系统，集合了GPS定位、数字图像处理、信息传输等多种计算机技术。大疆公司也发布了旗下两款小型四旋翼无人机“御Mavic”和“晓Spark”，充分肯定了小型无人机在一些应用场合的重要性和必要性。但是，目前国内外传统无人机，其在消防、

4、勘探等领域的应用技术还不够成熟完善，如无人机体型较大无法进入狭小空间；使用遥控器操作过于繁琐，效率不高；地面站设备过多不易携带[6]。若在小型无人机应用基础上再利用智能手机来取代传统遥控器则可扩大应用场合及简化无人机操控的难度。再利用蓝牙传输技术，在保证一定范围的同时也解决了当今一些操控软件使用外接发射器的问题，使得无人机套件携带起来更加方便。因此，设计一款仅通过蓝牙传输即可控制小型无人机飞行的软件是非常有意义和有必要的。　　本文设计与实现了一种基于Android的小型无人机控制软件。该软件基于Android智能平台，主要由飞行姿态控制模块、软件界面模块和数据传输

5、模块组成。软件通过蓝牙和无线电功能与无人机进行无线数据交互，完成对无人机的飞行姿态控制和摄像机的图像传输。经系统测试，该终端运行稳定、操作简便、易推广。　　1.系统总体设计为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　基于Android小型无人机控

6、制软件的系统总体设计分为飞行姿态控制模块、软件界面模块、数据传输模块三部分。飞行姿态控制模块利用各传感器产生的当前无人机状态信息以及输入的控制信号来产生飞行姿态控制信号，通过蓝牙反馈给无人机[7]。软件界面模块主要设计与绘制软件的各种界面。数据传输模块，主要实现软件与无人机之间的数据传输，包括利用蓝牙的控制信号的传输以及利用信道的图像传输[1][2]。图1为系统总体设计图。　　2.具体实现　　飞行姿态控制模块　　无人机智能PID控制方法目前技术成熟，应用非常广泛。因传感器采集数据较易失真，小型四旋翼无人机采用双闭环PID控制，以角度为外环，角速度为内环，来减小姿态

7、欧拉角的误差。同时，角速度由陀螺仪单一输出，不易受其他因素影响；又因陀螺仪对姿态变化敏感，在姿态变化时可以迅速更新角速度，增强了系统的稳定性[4]。　　在Android传感器框架下，利用与传感器相关的类对各种传感器进行监听和数据采集，并处理传感器产生的飞行姿态控制信息。图2为飞行控制信号产生的流程图。　　软件界面模块为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装

8、、教师培训