# 中国计量大学现代科技学院本科毕业设计（论文） ## 基于Android的无人机自动巡检 **郑 重 声 明** ​ 本人呈交的毕业设计论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。 ## 摘要 ## 目次 ### 绪论 #### 项目背景 无人机技术的发展，无人机的优势，无人机数量远大于飞手数量，飞手培养难度大 ​ 无人机诞生之初，主要是为军队作战领域所准备的，之后逐渐形成了三种类型的飞行器，包括无飞行员驾驶的飞机、作战训练的无人靶机和与地面站结合的遥控飞机等[6]。近年来，随着现代各种高水平科学技术的不断发展，无人机的应用领域已经从最初单一的军事作战扩展过渡到经济建设、生态保护、社会发展和科学研究等领域中，普及程度大大提高，应用范围也越来越广泛。 ​ 随着无人机技术不断发展，各行业对无人机的自主飞行技术提出了一定的要求，要求无人机能够自动收集感应处理周围环境数据信息，自主飞往设置的目标点或兴趣点，未来无人机的飞行智能化水平将越来越高。而近几年价格低廉的消费级无人机市场的蓬勃发展，使人人拥有无人机成为了可能，将无人机结合移动设备，用应用软件控制无人机自主飞行来完成预定的路线可以使无人机的应用领域和想象空间得到彻底的释放，为各行各业提供更多的服务，大大扩展无人机的应用领域[7]。在经济建设方面，无人机能够进行如航拍、摄影、遥感、地理测绘、领空保护、灾情检测、交通监视、农林播种打药等工作。在生态保护方面，无人机可用于大气、水体等的污染监测、配合警方打击危害生态行为和群体、保护生态区综合监测、特殊气象探测等。在科研领域方面，无人机可用于大气或海洋探测、采样与研究、新技术研究飞行验证、科学考察、考古搜寻、地质勘探等[8]。在这些特定领域，无人机的自主飞行在关键时刻起到人无法替代的作用，减少人力成本，提高工作效率，能深入到某些人无法到达的地方帮助科研工作者探测环境状况，提取关键数据，避免人力财力物力的损失和危险情况的发生。 #### 项目目标与期望 实现无人机的自动化巡检 ### 相关技术分析 #### Android开发 Android 开发简介 #### 无人机 无人机技术简介，及作用 #### 大疆SDK 大疆sdk 简介 ​ DJI Mobile SDK 是无人机生产商大疆公司为开发者在移动终端推出的可以为 DJI飞行平台量身定做移动应用软件的开发工具包。该 SDK 通过如飞行稳定、电池管理、信号传输通讯的低层次功能简化了应用程序开发过程，开发者不需要具备机器人或嵌入式系统的背景知识，从而专注于集成到应用程序的飞行器功能开发上，为飞行器开发出个 性、独特、自定义的手机 App，远程控制无人机完成自主设定的创意飞行，从而发挥出飞行器的最大潜力。 开发人员可以通过 SDK 访问 DJI 无人机的特性和功能。开发人员可以操控无人机自 动飞行，控制摄像机和云台，接收实时视频和传感器数据以及监视其他组件的状态。SDK 内容包括：(1)一个可以导入到 Android 或 iOS 应用程序中以访问 DJI 产品的库/框架；(2) 飞机模拟器和可视化工具；(3)调试器和远程日志记录器；(4)示例代码和教程；(5)开发人 员指南和 API 文档 DJI Mobile SDK 功能丰富，开发者可以充分利用其 API 接口来实现最大限度控制大 疆无人机飞行，其主要包含以下几大基础功能： (1) 飞行控制 DJI Mobile SDK 允许以三种方式控制飞机飞行：(1)手动：飞行员用遥控器飞行，而 SDK 允许监控实况视频和传感器数据；(2)虚拟棒命令：SDK 允许虚拟生成遥控器棒运 动，模拟飞行员；(3)任务：方便，易于实施飞机的高级控制；(4)虚拟杆命令和任务允许 简单但强大的自动飞行控制 DJI 飞机[ 39, 40]。 (2) 照相 无人机上自带的相机和可转动的万向节是高度可编程的，具备以下几种功能模式： ·相机模式：可进行视频和静态图像捕捉； ·曝光：快门、ISO、光圈和曝光补偿都可进行个性化定制，以实现最大的灵活性； ·图像参数：具备可调的纵横比、对比度、色调、锐度、饱和度和滤镜； ·视频参数：具有分辨率和帧速率调节； ·方向：使用万向节，相机方向和运动方向和自动进行。 (3) 现场视频 利用 DJI Mobile SDK 可通过无人机上的主摄像头拍摄传送的视频来进行现场直播， 现场的实时视频即使照相机在抓拍图片或存储视频图像到内存卡也不影响其即时功能。 (4) 传感器数据 无人机上自带着丰富的传感器，可通过 Mobile SDK 来获取到例如 GPS 位置、指南 针、气压计、飞行速度高度等传感器数据，其读取的频率可达到 10Hz。 ### 系统分析与设计 #### 需求分析 录制航线，记录航线，航点记录处理，飞行控制（位置控制） ##### 航点记录 ##### 航点数据处理 ##### 轨迹复现控制 ##### 云台相机控制 #### 可行性分析 #### 系统总体设计 #### 功能模块设计 ##### 飞行界面设计 ##### 航点数据获取 ##### 航点数据存储 ##### 航点数据读取 ##### 航点数据优化 ##### 飞行控制设计 ##### 轨迹复现 ### 系统实现 #### 总体架构 #### 功能模块实现 ##### 航点数据获取 ##### 航点数据存储 ##### 账号登录 ##### 航点数据读取 ##### 轨迹复现 ### 系统测试 #### 测试的定义及目的 #### 测试的方法 #### 测试流程 ### 总结 ## 参考文献 ## 作者简历 ## 学位论文数据集