UAV

Environment

Linux + Python 2

Installation

# 下載 code
$ git clone https://github.com/DyslexiaS/UAV

這裡還要安裝 dronekit, opencv2, 設定環境變數等等。

Execute

1. 連上 UAV

# 到 drone 資料夾
$ cd UAV/drone

# 後面數字（不給的話預設爲1） 0 表示無線連接， 1 表示有線連接。
# 如通過 raspberry pi 連線可以跑以下指令：
$ python connect.py 1

等待一段時間（我記得要幾十秒）會出現以下 output 等待輸入指令，表示連接成功。

...
#################
execute: （這裡可以輸入接下來介紹的 4 種指令，通常是輸入 takeoff 就可以了）

2. 執行任務

支援 4 個指令：

• takeoff [height] [n] 指令：讓 UAV 起飛。

  • 可以輸入 takeoff 10 讓無人機飛起 10 米，高度自訂。
  • takeoff 之後會直接進入 control 指令。
  • [height] 可以不給，預設值爲 5。
  • [n] 可以不給，預設值爲 0，用於 detect 指令。

• control [n] 指令：鍵盤控制 UAV 活動。

  • 分別用 w a s d 和 i j k l 模擬遙控器左右手柄。
  • p：相等於執行 detect n 0（拍一張）。
  • o：相等於執行 detect n 1（連續拍）。
  • m：相等於執行 mode guided，切換成 GUIDED 模式。（我記得是 GUIDED 模式才能電腦控制，若過程中已經由遙控器切換成其他模式，要記得先切回 GUIDED）
  • q：退出 control 模式。
  • [n] 可以不給，預設值爲 0，用於 detect 指令。

• detect [n] [auto] 指令：辨識圓及自動控制飛行方向

  • [n] 可以爲任意數字，和拍照存的圖片名稱相關，預設值爲0。每次拍照都將命名爲 idx_高度.jpg 存在 img/ 資料夾，作爲後續研究用。
  • [auto] 可以爲 0 或 1。
  • [auto] 爲 0 表示拍一次照然後按分析結果方向飛行。（不太會用到）
  • [auto] 爲 1 表示持續拍照及根據判斷結果飛行，可中途輸入 Ctrl+C 退出。

• mode [some mode] ：切換 mode

  • [some mode] 可以切換的大部分模式（不確定是不是全部），如 mode guided 進入 GUIDED 模式。

3. 圓的辨識與飛行方向的控制規則

1. 通過提取目標顏色、灰階處理、圖像平滑、霍爾變換找到圓心。（每張找到圓心的圖片也都會存在 img/ 裡）
2. 依據圓的直徑反推 UAV 高度。（其實照理來說第1、2的步驟反了，但這是因爲我記得飛行中直接讀 UAV 的高度會非常不準。若這部分解決了可以進一步改善第一步，即我們可以推算這高度拍照的圓的直徑的像素距離，降低找錯圓的機率）
3. 根據高度推算 UAV 與圓心的實際距離。
4. 設定 UAV 的水平速度（正比於實際距離，但有上限）及垂直速度（根據 UAV 與圓心的俯角，若大於 45 度則向下飛，反之向上）。
5. 若找不到圓將垂直向上擴大拍照範圍。