本项目旨在采用MAVSDK-Java开发一个“无人机Android地面站”软件,该软件能操作所有支持mavlink协议的无人机、无人车设备,以往的无人机地面站软件开发大致分两种:1. 基于QT修改QGroundControl软件
2.自行通过mavlink消息集生成java代码
。 而本项目可直接使用Android Studio、SDK开发,更符合现代Android应用开发功能有:数据显示、悬停、前进固定距离、后退、左移、右移、上升、下降、图传。
地址:MyStation。
本项目结构如下:
com.zeal.mystation3
│ MainActivity.java
│
├─application
│ MyApplication.java
│
├─entity
│ DeviceInfo.java
│ MyPosition.java
│
├─utils
│ AlertCustomDialog.java
│ CrashHandler.java
│ FileUtils.java
│ LogUtil.java
│
└─view
AboutActivity.java
MapActivity.java
SplashActivity.java
USBCameraActivity.java
本地面站APP需结合硬件使用,待操作的四旋翼无人机需要使用支持MAVLink协议的飞控、WiFi数传;图传功能为一单独模块,使用UVC摄像头,发送端放置在无人机上,接收端通过OTG连接到手机端。注意连接无人机功能不支持x86,所以最好用真机。
仿真环境下使用:
-
使用前请到[app->libs](MyStation3/app/libs at master · zealrussell/MyStation3 (github.com))下载aar包到自己的libs目录下,打包编译apk
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参照[docker镜像使用](#2. docker镜像使用模拟器)
-
控制软件时需要先点“连接”,然后点“起飞”,即可移动。
本项目与QGC类似,基于MAVSDK能实现QGC所有功能,可以先使用QGC体会无人机地面站的用法
参照Android地图SDK | 百度地图API SDK (baidu.com)
项目地址Introduction · MAVSDK Guide (mavlink.io)
建议先参考快速入门体验其用法,再根据java版体会RxJava的用法,最后上手Android。
该SDK提供了各种接口,方便开发者实现地面站功能:
类 | 介绍 |
---|---|
Action | 执行飞行动作,包括起飞、降落、移动等 |
Calibration | 校准 |
Camera | 操作摄像机 |
Failure | sdk自定义的错误类 |
FollowMe | 跟随 |
Ftp | 通过ftp升级固件 |
Geofence | 设置禁飞区等 |
Gimbal | 操作云台 |
Info | 获取机架信息 |
LogFiles | 从飞控中获取飞行日志 |
Mission | 设置飞行任务 |
Offboard | |
Shell | 通过shell发送指令 |
Telemetry | 获取无人机的遥感信息,如经、纬、高度 |
本项目主要用到了Action类、Telemetry类。Action类比较简单,直接使用即可,这里介绍下Telemetry
函数 | 介绍 |
---|---|
getPosition() | 获取无人机当前位置:经度、纬度、绝对高度、相对高度 |
getRawGps() | 获取gps信息:经度、纬度、绝对高度等各种 |
getGroundTruth() | 获取gps信息 |
getGpsGlobalOrigin() | 还是gps |
getGpsInfo() | 获取gps自身的信息,包括gps个数等 |
getArmed() | 是否arm |
getHealthAllOk() | 是否所有设备一切正常 |
getInAir() | 是否在空中 |
getBattery() | 获取电池信息:剩余电量、电压 |
getHeading() | 获取头朝向 |
getAttitudeEuler() | 获取xyz轴信息:roll pitch yaw |
getFlightMode() | 获取飞行状态,结果为一个枚举类 |
getLandedState() | 获取降落状态 |
其实参考QGC很好理解:
采用C/S模式,因此要导两个
//mavsdk
implementation 'io.mavsdk:mavsdk:1.1.1'
implementation 'io.mavsdk:mavsdk-server:1.1.1'
采用px4飞控的docker镜像可以节省开发时间,该镜像提供了UDP://14550
端口监听QGC,UDP://14540
端口监听我们的mavsdk-server,设置好ip后run就可以使用,地面站软件会自动连接。也可以在该镜像的shell中使用commander takeoff
等命令直接操作无人机,更多用法gazebo-px4-dcoker。
docker run --name mygazebo --rm -it jonasvautherin/px4-gazebo-headless:1.12.3 <ip.your.phone>
注意:mavsdk-java采用C/S架构,其server端集成在安卓中,通过mavserver.run("ADDRESS")
方法运行,而px4仿真飞控监听指定IP的14540端口,因此必须注意安卓端IP正确,否则server无法连接。该IP在AVD上有问题,建议在真机上调试。
参照本项目MapActivity.java
,核心思想为RxJava。以起飞功能为例介绍下其用法,该类是一个Com
简单版:
drone.getAction().takeoff().subscribe();
升级版:
drone.getAction()
.takeoff()
.doOnError(throwable -> {
Log.d("error");
})
.doOnComplete(()->{
Log.d("success");
})
.subscribe(() -> {
Log.d("subscribe");
});
解释:代码执行顺序为 先subscri后error/complete,被订阅者会根据情况发送error/complete二者之一。
项目来源:Android直播开发之旅(10):AndroidUSBCamera,UVCCamera开发通用库_无名之辈FTER的博客-CSDN博客_uvccamera。本项目已经集成了需要的aar包,可以直接下载使用,集成的方法如下:
- 在[github](jiangdongguo/AndroidUSBCamera: Universal UVCCamera library,supporting recording,pushing,etc. // USB摄像头(UVC)视频录制和图片抓拍,支持边推流边录像 (github.com))上下载该项目,在Android Studio选中
libusbcamera
模块编译,在该模块build->output->aar下找到编译好的libusbcamera-release.aar
包1 - 将该aar包以及libs目录下的
libusbcommon_v4.1.1.aar
包复制到自己项目的libs目录下,在moudle-build.gradle下加上implementation(fileTree("libs"))
- 参照
USBCameraAvtivity.java
的代码调用API,即可使用2 - 更多用法参照根项目saki4510t/UVCCamera
本项目在真机上进行了测试,验证了软件可用,所用的设备清单如下。其中,数传必须为WiFi版,根据实际修改连接的地址3。飞控最好用px4,测试过apm飞控也可使用,但需要修改下起飞代码,px4更简单。
数传 | PW-Link数传 · PW-Link 文档 (cuav.net) |
飞控 | PixHack v3X全功能飞控 · pixhack (cuav.net) |
图传 | 模拟图传 · plane (cuav.net) |