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无人机编程教学课件Tello无人机简介TelloTello无人机是由全球知名无人机制造商DJI大疆创新与Ryze科技合作开发的入门级编程无人机,重量约为80克,体积小巧便携,十分适合教育和编程学习使用作为一款教育型无人机,Tello配备了高清摄像头与多种先进传感器,可以实现稳定的飞行控制和图像捕捉其内置视觉定位系统使得即使在室内环境下也能保持稳定悬停Tello最大的特色在于其支持WiFi连接与远程编程控制功能通过简单的网络连接,用户可以使用Scratch或Python等编程语言向无人机发送指令,实现自动化飞行和各种复杂动作,为编程教育提供了生动有趣的实践平台无人机主要部件Tello1动力系统Tello无人机配备四个高效率螺旋桨和精密马达,提供稳定的升力和机动性能螺旋桨采用特殊设计,确保飞行安全并降低噪音马达经过精确校准,能够提供均衡的动力输出,使无人机在空中保持稳定2结构组件机身采用轻质工程塑料制成,重量仅约80克,同时具备良好的抗冲击性能着陆架设计合理,能够保护摄像头和底部传感器,同时提供稳定的起降平台整体结构紧凑,便于携带和存储3电子系统电调(电子调速器)负责精确控制马达转速,接收器和天线用于接收控制信号,确保稳定的无线通信内置锂电池提供约13分钟的飞行时间,支持快速充电功能处理器能够实时处理飞行数据和控制指令4传感与视觉无人机功能特点Tello高清影像功能Tello无人机支持720p高清视频直播与拍照功能,内置5百万像素摄像头,能够捕捉清晰稳定的航拍画面通过手机或平板可实时查看第一人称视角FPV画面,支持多种拍摄模式和电子防抖功能卓越飞行性能最高飞行速度可达8米/秒,飞行高度可达10米,单次充电可提供约13分钟的连续飞行时间内置视觉定位系统使其能够在室内精确悬停,抗风能力达到2级,确保稳定的飞行体验智能飞行功能Tello无人机虽然体积小巧,但功能丰富,适合编程学习与创意表达安全须知与飞行环境个人防护措施理想飞行环境操作无人机时应佩戴护目镜,保护选择开阔、无障碍物的室内或室外眼睛免受意外伤害始终保持安全环境进行飞行避免在强风(超过2距离,避免近距离接触旋转中的螺级风力)、雨雪天气下操作光线旋桨儿童操作时需有成人监督指充足的环境有助于视觉定位系统正导飞行前应仔细检查无人机各部常工作保持飞行区域内WiFi信号件是否牢固,确保电池电量充足稳定,减少信号干扰源禁飞区域规定严格遵守当地无人机飞行法规,避免在机场、军事设施、政府建筑等敏感区域附近飞行不要在人群密集处操作,以免发生意外伤害室内飞行时远离易碎物品和精密仪器遵守隐私保护规定,不擅自拍摄他人私人活动安全是无人机编程教学的首要前提,合理的环境选择和安全意识培养对学习过程至关重要建议在开始每次飞行前,都进行全面的安全检查,并设置明确的飞行范围界限,特别是在教学环境中,更应强调安全操作规范无人机充电与开机Tello电池安装与充电Tello无人机采用可拆卸式锂电池设计,确保电池正确安装至机身后部槽位,听到咔嗒声表示安装到位使用标准Micro USB充电线连接电池与电源适配器(建议使用5V/
1.5A输出)充电过程中指示灯闪烁表示正在充电,蓝色指示灯常亮表示电池已充满,通常完全充电需约
1.5小时开关机操作长按电源键约2秒进行开机,此时指示灯会依次亮起并闪烁,最终变为黄色慢闪表示等待连接关机同样需长按电源键约2秒,指示灯熄灭表示已关机首次使用前建议进行固件更新,确保获得最新功能与性能优化视觉传感器说明机身底部配备的视觉传感器是实现稳定悬停的关键组件,工作时需保持传感器清洁无遮挡光线过暗或表面纹理不明显会影响定位精度,建议在纹理丰富的地面上飞行,避免全白或反光表面每次飞行前应检查传感器保护罩是否完好连接无人机Tello准备无人机确保Tello无人机电池已充满并正确安装,长按电源按钮开机待指示灯黄色闪烁,表示无人机已启动并创建WiFi热点,热点名称通常为TELLO-XXXXXX,其中XXXXXX为无人机唯一标识符设备连接在移动设备或电脑上打开WiFi设置,搜索并连接到Tello无人机创建的WiFi热点连接过程无需密码,等待设备成功连接到无人机网络连接成功后,设备将无法访问互联网,这是正常现象,因为此时设备直接与无人机通信软件启动iOS与Android设备可下载并安装官方Tello App,打开应用后会自动识别已连接的无人机对于编程学习,可使用Tello EDU应用、DroneBlocks或Scratch扩展等第三方编程平台电脑用户可通过Python编程直接与无人机通信,使用djitellopy库建立连接成功连接后,无人机指示灯将变为绿色慢闪,表示已建立稳定连接如遇连接困难,可尝试重启无人机或重置WiFi连接在人员密集区域,可能会出现WiFi信号干扰,建议更换到信号较少的环境操作基础飞行动作指令12起降指令高度控制takeoff一键自动起飞至约
0.5米高度up x向上飞行x厘米(20≤x≤500)land执行自动降落程序down x向下飞行x厘米(20≤x≤500)这两个指令是最基本也是最常用的飞行控制命令,无需设置参数,系统会自动完成平高度控制指令需要指定具体的距离参数,单位为厘米为保证安全,最小调整距离为稳的起飞与降落过程20厘米,最大为500厘米34平面移动旋转控制forward x向前飞行x厘米(20≤x≤500)cw x顺时针旋转x度(1≤x≤360)back x向后飞行x厘米(20≤x≤500)ccw x逆时针旋转x度(1≤x≤360)left x向左飞行x厘米(20≤x≤500)旋转指令控制无人机围绕自身中心轴进行水平旋转,参数单位为角度,支持1至360度的精确控制right x向右飞行x厘米(20≤x≤500)平面移动指令控制无人机在水平面内的位置变化,参数同样以厘米为单位这些基础指令构成了Tello无人机编程的核心词汇,掌握这些指令后,可通过组合与序列控制实现复杂的飞行路径和动作在编程时,建议在每个动作指令后添加适当的延时,确保当前动作完全执行后再进行下一步操作编程环境介绍ScratchScratch编程平台特点Scratch是一种基于积木块的图形化编程语言和在线社区,由麻省理工学院MIT开发其直观的拖拽式界面使编程变得简单易懂,特别适合编程初学者和青少年用户无需记忆复杂的语法规则,只需将不同功能的积木块拼接在一起,即可创建交互式故事、游戏和动画针对Tello无人机,Scratch提供了专门的扩展模块,将复杂的无人机控制命令封装成简单的积木块,使用户能够轻松实现无人机的各种飞行动作和功能控制这种可视化的编程方式大大降低了无人机编程的学习门槛,让学生能够快速上手并获得成就感Scratch的积木式编程界面直观易用,让无人机编程变得简单有趣在Scratch环境中,不同类别的指令以不同颜色区分,控制类指令通常为黄色,运动类指令为蓝色,事件类指令为棕色等这种色彩编码系统帮助初学者更容易理解程序结构和逻辑流程使用Scratch编程控制Tello无人机,需要先安装Tello扩展模块可通过官方提供的Tello Edu应用或DroneBlocks平台获取Scratch支持这些平台提供了专门为Tello设计的编程环境和教学资源,支持实时编程和调试,是无人机编程学习的理想起点编程Scratch Hello,World!第一个Tello飞行程序在编程学习中,Hello,World!通常是学习者创建的第一个程序对于Tello无人机编程,我们的Hello,World!将是一个简单的起飞-悬停-降落序列这个基础程序将帮助学习者理解无人机控制的基本流程,并建立对编程和无人机操作的信心程序实现步骤
1.首先,确保Tello无人机已正确连接到编程设备
2.在Scratch界面中添加当绿旗被点击事件积木作为程序的起始点
3.添加连接到Tello积木块,建立与无人机的通信
4.插入起飞指令积木,控制无人机自动起飞
5.添加等待3秒积木,让无人机在空中稳定悬停
6.最后插入降落指令积木,完成整个飞行过程简单的起飞-悬停-降落程序是无人机编程的第一步代码解析这个简单程序包含了无人机编程的三个基本环节初始化连接、执行飞行动作和安全降落等待积木块的使用确保了指令按顺序执行,给予无人机足够的时间完成每个动作运行程序时,应确保周围环境安全开阔,并准备好在必要时使用紧急停止功能初学者常犯的错误是忘记建立连接或在无人机仍在空中时结束程序,应特别注意这些细节编程上下飞行Scratch高度控制基础掌握无人机的垂直方向控制是飞行编程的重要基础Tello无人机支持精确的高度调整,可以通过上升和下降指令实现垂直方向的飞行控制这些指令需要设置距离参数,单位为厘米,有效范围为20至500厘米垂直飞行程序示例
1.创建起飞积木,让无人机进入初始悬停状态
2.添加上升100厘米积木,控制无人机向上飞行1米
3.插入等待2秒积木,保持高空悬停
4.添加下降50厘米积木,控制无人机下降
0.5米
5.再次插入等待2秒积木,观察中间高度悬停状态
6.添加降落积木,安全结束飞行通过编程控制无人机在垂直方向上精确移动是基础飞行技能在练习垂直飞行时,应注意控制飞行高度在安全范围内,避免接触天花板或其他障碍物初学者建议从小幅度高度变化开始练习,逐步增加难度同时,要密切观察无人机的实际飞行状态,及时调整程序参数Scratch编程左右移动基础左右移动指令在Scratch中,使用左飞X厘米和右飞X厘米积木块可以控制Tello无人机在水平方向上的左右移动参数X表示移动距离,单位为厘米,有效范围为20至500厘米这些指令执行的是相对于无人机当前朝向的横向移动,无论无人机头部朝向何方示例积木序列•起飞•等待1秒•左飞50厘米•等待2秒•右飞100厘米•等待2秒•降落结合旋转实现方向控制要实现更复杂的飞行路径,可以结合旋转指令来改变无人机的朝向使用顺时针旋转X度或逆时针旋转X度积木块,其中X为旋转角度(1至360度)旋转后的移动示例•左飞50厘米•顺时针旋转90度•左飞50厘米•顺时针旋转90度这个序列将使无人机沿着L形路径飞行,实现了方向的变化与控制路径规划基础通过组合左右移动和旋转指令,可以规划出各种复杂的飞行路径例如,创建一个简单的正方形飞行路径
1.前进100厘米
2.顺时针旋转90度
3.前进100厘米
4.顺时针旋转90度
5.前进100厘米
6.顺时针旋转90度
7.前进100厘米通过使用循环结构,可以简化此类重复性的路径规划代码,提高编程效率Scratch编程前后飞行前进与后退指令应用前后方向的飞行控制是无人机编程中最基本也是最常用的动作之一在Scratch中,使用前进X厘米和后退X厘米积木块可以控制Tello无人机沿其当前朝向的前后方向移动参数X表示移动距离,有效范围为20至500厘米基础前后飞行程序示例
1.创建起飞积木,进入悬停状态
2.添加前进100厘米积木,控制无人机向前飞行1米
3.插入等待2秒积木,保持前方位置悬停
4.添加后退150厘米积木,控制无人机向后飞行
1.5米
5.再次插入等待2秒积木,观察后方位置
6.添加降落积木,安全结束飞行编程旋转与翻转Scratch顺时针旋转逆时针旋转使用顺时针旋转X度积木控制无人机围绕使用逆时针旋转X度积木控制无人机围绕中心轴顺时针旋转参数X表示旋转角度,中心轴逆时针旋转参数设置与顺时针旋转范围为1至360度例如,顺时针旋转90度相同,但方向相反例如,逆时针旋转180将使无人机向右转90度精确的角度控制使度将使无人机掉头朝向相反方向旋转指无人机能够实现定向飞行和复杂路径规划令通常需要配合等待积木确保动作完成后再执行下一步动作序列编排翻转动作通过组合旋转和翻转指令,可以创建令人印Tello支持四个方向的翻转动作向左翻转、象深刻的飞行表演例如,360度环顾+前向右翻转、向前翻转和向后翻转在Scratch翻特技序列顺时针旋转360度,等待1中,使用对应的翻转积木块即可实现这些炫秒,执行向前翻转创建此类动作序列时,酷的特技动作执行翻转前,应确保电池电注意在复杂动作间添加足够的等待时间,确量充足(建议在60%以上),且周围空间足保无人机姿态稳定够开阔旋转与翻转动作为Tello编程增添了趣味性和挑战性,是展示编程技巧的绝佳方式在设计包含翻转动作的程序时,建议先进行简单测试,确认无人机状态良好后再尝试更复杂的组合翻转动作会消耗较多电量,应留意电池状态,避免在低电量情况下执行高难度动作编程综合飞行示例Scratch正方形飞行路径编程正方形飞行是Tello编程中一个经典的综合练习,它结合了方向控制、距离测量和精确转向等多种技能以下是一个基本的正方形飞行程序设计
1.起飞并等待2秒钟稳定
2.前进100厘米(第一条边)
3.顺时针旋转90度
4.前进100厘米(第二条边)
5.顺时针旋转90度
6.前进100厘米(第三条边)
7.顺时针旋转90度
8.前进100厘米(第四条边)
9.顺时针旋转90度(回到原始朝向)
10.降落添加翻转动作增强趣味性通过编程控制Tello无人机沿正方形路径飞行并执行翻转动作,展示基础控制与特技飞行的结合为了使飞行更加生动有趣,可以在完成正方形的每条边后添加一个翻转动作•第一条边后向左翻转•第二条边后向前翻转•第三条边后向右翻转•第四条边后向后翻转使用循环优化代码正方形飞行中有大量重复性的动作,可以使用循环结构来简化代码重复4次{前进100厘米-顺时针旋转90度}编程手动控制与挑战Scratch键盘控制实现复杂飞行任务设计在Scratch中可以通过监听键盘事件来实现对Tello无人机的掌握基础控制后,可以尝试设计更具挑战性的飞行任务手动控制例如穿越障碍物设置简单的门或圈,编程控制无人机准确穿•当按下上箭头键时,执行前进30厘米过•当按下下箭头键时,执行后退30厘米定点悬停控制无人机飞到特定位置并精确悬停一段时间•当按下左箭头键时,执行左飞30厘米•当按下右箭头键时,执行右飞30厘米图形飞行设计并实现圆形、三角形、8字形等复杂飞行路径•当按下w键时,执行上升30厘米协同编队多架Tello无人机同时执行编程,实现简单的编•当按下s键时,执行下降30厘米队飞行•当按下a键时,执行逆时针旋转30度任务接力设计一系列连续任务,如起飞-穿越-翻转-降落•当按下d键时,执行顺时针旋转30度的完整流程这种控制方式需要为每个键创建单独的事件监听器,使用这些任务可以作为团队挑战或编程比赛项目,激发学习者户能够实时响应并控制无人机的飞行的创造力和解决问题的能力调试与错误处理编程过程中常见的错误及解决方法连接丢失添加连接检测逻辑,定期验证连接状态指令执行失败在关键指令后添加状态检查,确认执行成功电池电量不足添加电量检测,在低于30%时自动返回并降落定位漂移定期执行校准动作,或使用视觉标记辅助定位紧急情况设置紧急停止按钮(如空格键),一键触发安全降落良好的错误处理机制是安全飞行的保障,也是培养编程思维的重要环节Python编程环境准备Python环境安装Python是一种功能强大且易于学习的编程语言,非常适合无人机编程要开始Python编程控制Tello无人机,首先需要完成以下环境准备
1.从Python官方网站python.org下载并安装Python
3.7或更高版本
2.确认安装时勾选Add Pythonto PATH选项,以便在命令行中直接使用Python
3.安装完成后,通过命令行输入python--version验证安装成功
4.使用pipPython的包管理器安装所需库打开命令行,输入pip installdjitellopy opencv-python numpydjitellopy库是一个专为Tello无人机设计的Python封装库,它将Tello SDK的功能封装成易于使用的Python类和方法,极大地简化了编程过程opencv-python和numpy库则用于图像处理和数学计算,在进行视频流处理时会用到开发环境配置选择一个适合的集成开发环境IDE可以提高编程效率Visual StudioCodeVS Code是一个轻量级且功能强大的编辑器,推荐用于Tello Python编程Python基础连接与起飞建立无人机连接起飞与降落操作使用Python控制Tello无人机的第一步是建立与无人机的连接以下是一个基础连接程序示例连接成功后,可以开始控制无人机的起飞和降落from djitellopy import Telloimporttime#创建Tello对象tello=Tello#连接到Tellotello.connect#打印电池电量printf from djitellopyimport Telloimport timetello=Tellotello.connect#检查电池电量battery=电池电量:{tello.get_battery}%#断开连接tello.end tello.get_batteryprintf电池电量:{battery}%#电量足够时才起飞if battery20:#起飞tello.takeoffprint已起飞#悬停5秒time.sleep5#降落tello.land print已降落else:print电池电量低于20%,不建议起飞#断开连接tello.end在这个简单的程序中,我们首先导入Tello类,然后创建一个Tello对象并调用connect方法建立连接连接成功后,可以通过get_battery方法获取当前电池电量最后使用end方法结束连接此程序首先检查电池电量,只有当电量高于20%时才执行起飞操作起飞后,无人机将悬停5秒,然后执行降落操作这种安全检查机制在实际应用中非常重要,可以避免因电量不足导致的飞行事故Python飞行动作控制基础移动控制旋转与翻转动作Python中控制Tello无人机的移动非常直观,主要通过以下方法实现旋转控制允许无人机改变朝向,而翻转则是更为高级的特技动作#上升/下降tello.move_up50#上升50厘米tello.move_down30##旋转控制tello.rotate_clockwise90#顺时针旋转90度下降30厘米#左右移动tello.move_left40#左移40厘米tello.rotate_counter_clockwise45#逆时针旋转45度#翻转动作tello.move_right60#右移60厘米#前后移动tello.move_forward80tello.flip_forward#前翻tello.flip_back#后翻#前进80厘米tello.move_back50#后退50厘米tello.flip_left#左翻tello.flip_right#右翻旋转方法接受一个参数表示旋转角度(1-360度)执行翻转动作前,应确保电池电量充足(建议50%)且周围空间足够开阔这些方法接受一个参数,表示移动的距离(单位厘米),有效范围为20-500厘米执行这些命令时,无人机会精确移动指定的距离,然后自动停止并保持悬停状态速度与距离参数设置可以通过以下方法设置和获取无人机的飞行速度#设置速度(厘米/秒)tello.set_speed50#设置速度为50厘米/秒#获取当前速度current_speed=tello.get_speedprintf当前速度:{current_speed}厘米/秒#飞行示例-不同速度的移动tello.set_speed30#低速tello.move_forward100tello.set_speed80#高速tello.move_back100速度设置范围为10-100厘米/秒,默认值为10厘米/秒初学者建议使用较低速度(10-30厘米/秒)进行练习,熟练后再尝试更高速度Python编程自动飞行路径飞行路线脚本设计使用Python编程可以让Tello无人机按照预定的路线自动飞行,这在演示、航拍和教学场景中非常有用以下是一个简单的自动飞行路径程序示例from djitellopyimport Telloimport timetello=Tellotello.connect#检查电池电量battery=tello.get_batteryprintf电池电量:{battery}%if battery30:#起飞tello.takeoff#设置安全飞行速度tello.set_speed30#执行飞行路径tello.move_forward80time.sleep1tello.rotate_clockwise90time.sleep1tello.move_forward80time.sleep1tello.rotate_clockwise90time.sleep1tello.move_forward80time.sleep1#安全降落tello.landelse:print电池电量不足,无法起飞tello.endPython编程视频流与拍照启用视频流Tello无人机支持实时视频流传输,通过Python可以捕获和处理这些视频数据from djitellopyimport Telloimportcv2import timetello=Tellotello.connect#启用视频流tello.streamon#设置帧对象frame_read=tello.get_frame_read#起飞tello.takeofftime.sleep2streamon方法启动无人机摄像头并开始传输视频数据,get_frame_read方法返回一个可用于访问视频帧的对象捕获图像获取视频流后,可以捕获单帧图像或连续视频#捕获单张照片frame=frame_read.framecv
2.imwritetello_photo.jpg,frameprint照片已保存#捕获多张照片for i in range5:frame=frame_read.frame cv
2.imwriteftello_photo_{i}.jpg,frame printf已保存照片{i}#每次拍照后移动位置tello.move_forward30time.sleep2frame_read.frame属性返回当前视频帧,使用OpenCV的imwrite函数可以将图像保存为文件Python编程手动控制界面键盘控制实现使用Python创建简单的键盘控制界面,可以让用户通过按键实时控制无人机的飞行动作以下是一个基于OpenCV窗口的键盘控制实现from djitellopyimportTelloimportcv2importtimetello=Tellotello.connectprintf电池电量:{tello.get_battery}%#启用视频流tello.streamonframe_read=tello.get_frame_read#定义控制函数defcontrol_drone:print按键控制说明:printt-起飞,l-降落,q-退出print方向键:w-前进,s-后退,a-左移,d-右移print上升/下降:r-上升,f-下降print旋转:e-顺时针,q-逆时针is_flying=Falsewhile True:#显示视频流frame=frame_read.frame cv
2.imshowTello控制,frame#捕获按键key=cv
2.waitKey10xFF#起飞和降落控制if key==ordt andnotis_flying:tello.takeoff is_flying=True print已起飞elif key==ordl andis_flying:tello.land is_flying=False print已降落#飞行中的动作控制if is_flying:#前后左右移动if key==ordw:tello.move_forward30print前进elif key==ords:tello.move_back30print后退elif key==orda:tello.move_left30print左移elif key==ordd:tello.move_right30print右移#上升和下降elif key==ordr:tello.move_up30print上升elif key==ordf:tello.move_down30print下降#旋转控制elif key==orde:tello.rotate_clockwise30print顺时针旋转elif key==ordq:tello.rotate_counter_clockwise30print逆时针旋转#退出程序if key==ordx:break#如果退出时仍在飞行,则自动降落if is_flying:tello.land#清理资源cv
2.destroyAllWindows tello.streamoff tello.end#启动控制control_drone创建图形界面可以使Tello无人机的控制更加直观和方便进阶群体编程概述Python多机编程基础AP模式与Station模式Tello EDU版本支持多架无人机的同时编程控制,这为创建无人Tello无人机支持两种网络连接模式,它们在多机编程中有不同机编队表演和协同任务提供了可能使用Python可以同时连接的应用场景和控制多达16架Tello无人机,实现同步或顺序的飞行动作AP模式(接入点模式)每架Tello创建自己的WiFi网络,控制设备需要逐一连接到不同的无人机网络这种模式适合少量无多机编程的核心在于为每架无人机创建单独的控制实例,并通人机的独立控制,但不适合大规模编队过精确的时间控制和状态同步来协调它们的动作在PythonStation模式(站点模式)多架Tello连接到同一个外部WiFi网中,可以使用多线程或异步编程技术来实现这一目标络(如路由器),控制设备也连接到这个网络这种模式适合多机编程,所有无人机可以通过IP地址进行寻址和控制from djitellopyimport TelloSwarm#创建多机编队设置Station模式需要使用Tello EDU应用程序,将每架无人机配对象swarm=置为连接到同一个WiFi网络,并记录分配的IP地址TelloSwarm.fromIps[
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1.103]群体协调指令在多机编程中,协调指令用于确保所有无人机同步执行动作或按照预定序列行动广播指令同时向所有无人机发送相同的命令,实现整体同步动作序列指令按照预定顺序向不同无人机发送命令,实现瀑布式或接力式动作分组指令将无人机分为多个组,每组执行不同的动作,实现复杂的编队形态同步精度是多机编程的关键挑战,需要考虑网络延迟、指令执行时间差异以及各机之间的位置校准等因素群体编程基础命令示例同步起飞与降落多机编程的基础是实现所有无人机的同步起飞和降落,这是编队飞行的起点和终点以下是使用TelloSwarm类控制多架无人机同时起飞和降落的示例代码fromdjitellopyimport TelloSwarmimporttime#定义无人机IP地址列表drones_ips=[
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1.103]#创建无人机编队对象swarm=TelloSwarm.fromIpsdrones_ips#同时连接所有无人机print正在连接所有无人机...swarm.connecttime.sleep2#检查所有无人机电池电量for i,tello inenumerateswarm.tellos:printf无人机{i+1}电池电量:{tello.get_battery}%#同时起飞所有无人机print所有无人机起飞swarm.takeofftime.sleep5#悬停几秒print所有无人机悬停time.sleep5#同时降落所有无人机print所有无人机降落swarm.landtime.sleep2#断开连接swarm.endprint任务完成同步飞行动作除了基本的起飞和降落,还可以控制多架无人机执行同步的飞行动作,如移动、旋转和编队变换#所有无人机同时前进swarm.move_forward50time.sleep2#所有无人机同时后退swarm.move_back50time.sleep2#所有无人机同时上升swarm.move_up30time.sleep2#所有无人机同时顺时针旋转swarm.rotate_clockwise90time.sleep2#个别无人机控制#让第一架无人机执行特定动作swarm.tellos
[0].flip_forwardtime.sleep3群体编程高级动作与应用曲线飞行与跳跃动作1高级群体编程可以实现更复杂的飞行轨迹和动作,如曲线飞行和跳跃动作曲线飞行通过连续的小幅度移动和旋转来模拟,而跳跃动作则是快速的上升和下降的组合2任务板识别与定位#定义曲线飞行函数def fly_curveswarm,radius=100,angle=360,steps=20:控制无人机编队飞行曲线路径Tello EDU版本支持识别特定的任务板Mission Pad,这些任务板上印有特殊图案,可以被无人机识别并用于精确定位利用任务板,可以实现参数:swarm:TelloSwarm对象radius:曲线半径厘米angle:总飞行角度度steps:分段编队的精确阵型和复杂的空间编排数量angle_step=angle/steps for iinrangesteps:#前进一小段swarm.move_forwardint2*radius*math.sinmath.radiansangle_step/2#旋转一小角度swarm.rotate_clockwiseintangle_step time.sleep1#启用任务板检测for tello in swarm.tellos:tello.enable_mission_padstello.set_mission_pad_detection_direction2#下方检测#飞到特定任务板上方并悬停def fly_to_mission_padtello,pad_id,height=80:tello.go_xyz_speed_mid0,0,height,30,pad_id printf无人机已飞到任务板{pad_id}上方time.sleep2编队表演程序3结合以上技术,可以创建令人印象深刻的无人机编队表演程序一个常见的表演是变换不同的几何图形,如圆形、正方形、三角形或特定图案#编队表演示例-从圆形变换到方形def perform_formation_showswarm:#所有无人机起飞并上升到相同高度swarm.takeofftime.sleep2swarm.move_up80time.sleep2#圆形编队print变换为圆形编队positions_circle=[#为每架无人机计算圆上的位置坐标#示例:[x1,y1,z1,x2,y2,z2,...]]for i,tello inenumerateswarm.tellos:x,y,z=positions_circle[i]tello.go_xyz_speedx,y,z,30time.sleep5#方形编队print变换为方形编队positions_square=[#为每架无人机计算方形上的位置坐标]fori,telloinenumerateswarm.tellos:x,y,z=positions_square[i]tello.go_xyz_speedx,y,z,30time.sleep5#同步降落swarm.land常见问题与故障排除1连接问题连接失败是最常见的问题之一,可能由多种原因导致WiFi信号干扰在人员密集区域或多个WiFi网络存在的环境中,信号干扰可能导致连接不稳定解决方法是更换到信号较少的环境,或使用5GHz频段的路由器距离过远确保控制设备与Tello的距离在有效范围内(一般不超过10米)软件冲突某些安全软件或防火墙可能阻止通信,尝试暂时禁用这些程序重连步骤断开WiFi连接,重启Tello和控制设备,重新连接WiFi,然后重启应用程序2硬件故障常见的硬件问题及其排查方法电池问题如果无人机无法开机或飞行时间明显缩短,可能是电池问题检查电池是否正确安装,电池触点是否清洁,尝试更换新电池螺旋桨故障如果无人机飞行不稳定或无法起飞,检查螺旋桨是否损坏或安装错误确保每个螺旋桨都安装在正确的马达上(螺旋桨上有A/B标记)马达异响如有异常噪音,可能是马达内有异物或损坏尝试轻轻清理马达周围,如果问题持续,可能需要专业维修摄像头问题如果视频流不稳定或无法获取,检查摄像头镜头是否清洁,摄像头数据线是否松动3软件与固件软件和固件相关问题的处理固件升级使用Tello官方应用检查并安装最新固件升级过程中确保电量充足(建议50%),升级期间不要断开连接或关闭应用Python库问题如果遇到djitellopy库报错,确认使用的是最新版本pip installdjitellopy--upgrade某些版本的库可能与特定固件版本不兼容指令执行失败如果无人机不响应特定指令,可能是指令格式错误或参数超出范围检查代码中的参数值是否在有效范围内4校准与复位当无人机表现异常时,校准和复位可能是解决问题的有效方法IMU校准将无人机放在平坦表面上,同时按住电源按钮5秒进入校准模式,指示灯会闪烁表示校准中WiFi复位同时按住电源按钮和功能按钮5秒,可以重置WiFi设置出厂设置在Tello应用中可以将无人机恢复到出厂设置,这将清除所有自定义设置和配置定期维护建议定期清洁螺旋桨和传感器,检查无人机各部件是否牢固,延长使用寿命编程资源与学习平台官方文档与代码库掌握Tello无人机编程需要查阅各种资源,官方文档是最权威和全面的参考Tello SDK文档提供完整的API参考和通信协议说明,是深入理解Tello编程的必备资源可在DJI官方开发者网站找到最新版本GitHub代码库•DJITelloPy最流行的Python库,提供完整的Tello SDK封装和丰富的示例代码•Tello-Python DJI官方提供的Python示例代码,包含基础控制功能•TelloSwarm专门用于多机编程的库,提供了编队控制的高级功能Ryze科技官网提供Tello硬件规格、用户手册和常见问题解答教程与社区资源除了官方资源,还有许多第三方教程和社区提供的学习材料YouTube教程有大量视频教程展示Tello编程的各个方面,从基础控制到高级项目技术博客许多开发者分享了他们的Tello项目经验和技术文章Reddit社区r/Tello和r/drones等子论坛有活跃的用户讨论和问题解答Stack Overflow搜索Tello drone可以找到许多编程问题的解答和代码示例DroneBlocks平台编程实践建议基础指令掌握从最基本的起飞、降落和简单移动指令开始,确保完全理解每个指令的功能和参数范围1循序渐进学习2按照简单到复杂的原则,先掌握单一指令,再学习组合指令,最后尝试复杂的飞行路径和自动化程序避免一开始就尝试过于复杂的编程任务多做飞行模拟3在实际飞行前,利用纸笔或模拟软件规划飞行路径,预演指令执行效果这样可以减少错误,避免因程序问题导致的无人机损坏开发时使用打印语句追踪程序执行流程,帮助调试代码调试技巧4编写模块化代码,将不同功能封装为函数,便于测试和重用使用异常处理机制捕获可能的错误,确保程序在遇到问题时能够安全处理保持代码整洁和结构清晰,添加适当的注释说明程序逻辑安全意识培养始终将安全放在首位,遵守所有飞行规定和操作规范在程序中加入安全检查机制,如电量监测、障碍物检测和紧急5降落程序设置飞行边界,避免无人机飞出视线范围在开放空间进行初次测试,确保有足够的安全缓冲区定期检查无人机硬件状态,发现问题及时修复编程实践中,最重要的是保持耐心和持续学习的态度无人机编程是一个需要理论知识与实践经验相结合的领域,只有通过不断尝试和总结,才能真正掌握这项技能记录每次飞行和编程的经验,包括成功的方法和遇到的问题,这些记录将成为宝贵的学习资源课程总结Tello无人机编程入门要点本课程系统介绍了Tello无人机编程的核心知识,从硬件认识到编程实践学习者应已掌握以下关键内容创新与项目开发•Tello无人机的基本结构和功能特点•无人机的安全操作与维护知识掌握基础知识后,鼓励学习者开展创新项目,将无人机编程与其他领域结合•使用Scratch进行基础的图形化编程计算机视觉应用结合OpenCV实现物体跟踪、人脸识别等功能•使用Python进行高级编程和功能扩展人工智能结合使用机器学习算法优化飞行路径或实现自主决策•群体编程的基本原理和应用场景多学科项目将无人机应用于测绘、环境监测、艺术表演等领域•常见问题的排查与解决方法教育创新开发新的教学方法和工具,帮助他人学习无人机编程这些知识点构成了无人机编程的基础框架,为进一步学习和实践奠定了坚实基础创新是无人机编程的核心价值,通过实际项目将所学知识转化为解决实际问题的能力123Scratch与Python编程比较两种编程方式各有优势,适用于不同的学习阶段和应用场景Scratch优势Python优势图形化界面,直观易学功能更全面,可实现复杂控制无需记忆语法,降低学习门槛支持高级编程概念,如多线程、异步适合儿童和编程初学者良好的库支持,可扩展性强快速实现简单飞行控制支持视频处理和计算机视觉应用建议初学者先使用Scratch掌握基本概念,再过渡到Python进行更深入的学习互动答疑与展望常见学员问题以下是学习过程中最常被提出的问题及其解答Q1:Tello无人机适合什么年龄段的学习者?A:Tello适合8岁以上的学习者8-12岁的儿童可以从Scratch图形化编程开始,12岁以上的青少年和成人则可以尝试Python编程关键是根据个人编程基础选择合适的起点Q2:如何延长Tello的飞行时间?A:可以通过以下方式延长飞行时间购买额外电池并随时更换;降低飞行速度和减少复杂动作;避免在强风环境下飞行;保持固件更新以获得最佳电池管理Q3:Tello与专业无人机的主要区别是什么?A:与专业无人机相比,Tello体积小、重量轻、价格低,更适合教育用途主要区别在于飞行时间短约13分钟、抗风能力弱不适合户外强风环境、摄像头分辨率较低、无GPS定位功能但这些限制对于编程学习影响不大无人机编程发展趋势无人机编程教育和技术正在快速发展,未来几年可能出现以下趋势AI与无人机融合人工智能技术将进一步融入无人机编程,使无人机具备更强的自主决策能力和环境适应能力跨学科应用拓展无人机编程将与艺术、环境科学、农业等更多领域结合,创造新的应用场景教育模式创新基于项目的学习PBL和STEAM教育将更广泛地采用无人机编程作为实践工具硬件升级与普及教育型无人机将变得更加安全、易用且价格亲民,功能也将不断增强虚拟现实集成VR/AR技术可能与无人机编程结合,提供更沉浸式的学习体验持续学习建议无人机编程是一个不断发展的领域,建议学习者实践为本社区参与拓展技能理论学习重要,但实际编程和飞行经验更为关键设定小目标,逐步挑战自己,每周加入线上或线下的无人机编程社区,与其他爱好者交流经验和创意分享自己的项目将无人机编程与其他技能结合,如3D打印(制作定制配件)、电子工程(传感器集保持一定的编程和飞行练习时间参与编程挑战或比赛,在实战中提升能力和代码,从反馈中学习关注行业发展动态,及时了解新技术和应用成)或数据分析(飞行数据处理)尝试跨平台开发,如将移动应用与无人机控制结合。
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