安卓平台及windows平台上基于Gazebo仿真器的px4遥控控制

安卓平台及windows平台上基于Gazebo仿真器的px4遥控控制

使用pixhawk飞控进行的物联网控制，pixhawk具有一个较为成熟的框架。开源飞控系统PX4采用MavLink通信协议，可通过串口，TCP,UDP等多种通信方式进行数据传输，建立在其上的控制系统可跨平台实现并通信。

数据链路描述

飞控将采集的无人机状态信息通过无线网络实时传输至部署于网络的服务器中转站，通过服务器中转至控制软件，控制软件通过物联网信道控制无人机飞行，实现超远距离的无人机控制，可设置视频传输信道，以代替图传系统，实现对无人机图像信息的实时获取。

1. **Linux仿真机：运行gazebo仿真软件及PX4程序
2. Ros系统：与Gazebo通信，并处理相关信息
3. 数据转播：将ROS话题通过TCP端口转播出去
4. 中转服务器：位于国王并开方端口的数据转播计算机
5. Windows桌面程序及Android程序：接受数据，并传出控制指令
   

安卓平台简介

界面设计如上所示，分为摇杆和图传显示窗口以及图传转换按钮，其分别实现对无人机的俯仰滚转控制，上升下降偏航控制，图传为对图像的显示，图像转换按钮为当无人机存在多台摄像头时可进行图像的转化。在数据链路的基础上可以增加对无人机传感器的数据显示。

安卓平台四旋翼无人机控制

安卓四旋翼

四旋翼无人机控制控制通道为俯仰滚转，起降以及偏航的控制，其控制效果见上所示。

安卓平台固定翼无人机控制

安卓飞机

固定翼无人机控制主要为xy位置控制以及起降偏航控制，当固定翼到达指定地点后在其上空盘旋。
强调文本 强调文本

安卓平台无人车控制

安卓无人车

无人车可实现对其前左右方向控制，以及其速度控制。

安卓遥控器实物控制

半实物仿真，在linux中运行飞机模型，通过仿真软件获取位姿，解算后传入AFC-4半实物平台，半实物平台获取实时传感器数据用于控制。

桌面平台遥控图形界面

分为设备列表，资源列表，显示模块，控制模块，通过数据链路于仿真平台连接，进而控制仿真机上的无人机及无人车。

桌面平台四旋翼无人机控制

电脑四旋翼

桌面平台四旋翼无人机控制控制通道为俯仰滚转，起降以及偏航的控制，其中在图像界面使用鼠标控制无人机俯仰滚转，通过键盘上下左右键控制无人机起降偏航。

桌面平台无人车控制

电脑无人车

图像传输通信格式

在windows和安卓平台上均使用相同的数据通信格式，其中在通信传输中，其通信格式为：标识符+数据长度+Base64图像数据+截至标识符。如在python 中的代码如下：

def callback(data):
    # 图像传输控制变量，及ros转换变量
    global count,connect,bridge
    count = count + 1
    if connect!=101:
        return
    #设置传输间隔。
    if count >= 3:
        count = 0
        frame=bridge.imgmsg_to_cv2(data,'bgr8')
        frame=cv2.rotate(frame,cv2.ROTATE_90_CLOCKWISE)
        encoded,buffer = cv2.imencode('.jpeg',frame,[cv2.IMWRITE_JPEG_QUALITY,10])
        message = base64.b64encode(buffer)
        size = len(message)
        print(size)
        strSize = str(size) + "\n"
        conn.send(strSize.encode('utf-8'))
        conn.send(message)
        #截至标识符
        conn.send(("\nhappy face\n").encode('utf-8'))
    else:
        pass

指令传输通信格式

采用自定义指令格式，其格式为：指令类型:指令代码*.其中在android 中的代码如下

		try {
            OutputStream outputStream = null;
            outputStream = socket.getOutputStream();
            // 写入需要发送的数据到输出流对象中
            Log.wtf("socket", Thread.currentThread().getName()+s);
            s=cmd_str+":"+cmd_int+"*"
            byte[] bb=s.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
            outputStream.write(bb);
            outputStream.flush();
        } catch (Exception e){
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException interruptedException) {
                interruptedException.printStackTrace();
            }
            e.printStackTrace();
            Thread thread = new Thread(this);
            thread.start();
        }