基于iOS的無人機(jī)上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

華錫焱 王偉 潘梟

【摘 要】隨著手機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)手機(jī)的依賴性日益增大。針對(duì)無人機(jī)的上位機(jī)應(yīng)用，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了iOS手機(jī)設(shè)備上的無人機(jī)上位機(jī)應(yīng)用軟件。該軟件能夠接收無人機(jī)當(dāng)前的狀態(tài)信息，并給無人機(jī)發(fā)送路點(diǎn)信息、起飛指令、返航指令等操控信息，論文介紹了軟件的實(shí)現(xiàn)平臺(tái)和上位機(jī)軟件的應(yīng)用界面。

【Abstract】With the continuous development of mobile phone technology， people are increasingly dependent on mobile phone. Aiming at the upper computer application of UAV， the upper computer application software of UAV with iOS mobile phone equipment is designed and implemented， which can receive the current status information of UAV and send route point information， take-off instructions， return instructions and other control information to UAV. This paper introduces the software implementation platform and upper computer software application interface.

【關(guān)鍵詞】iPhone手機(jī);iOS系統(tǒng);Object-C

【Keywords】iPhone; iOS system; Object - C

【中圖分類號(hào)】V11? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069 （2020） 01-0187-02

1 引言

近年來，無人機(jī)的應(yīng)用與研究在全球范圍內(nèi)不斷升溫，各個(gè)大國也爭(zhēng)先恐后地加緊對(duì)無人機(jī)及其相關(guān)方面的研究與開發(fā)。無人機(jī)地面控制端是在現(xiàn)代無人機(jī)不斷發(fā)展和應(yīng)用的過程中逐步提出的。為了能夠更好地監(jiān)視無人機(jī)的飛行狀況并對(duì)其進(jìn)行遙控操作，人們根據(jù)不同需求研究設(shè)計(jì)了相應(yīng)類型的地面站，用以輔助操作人員對(duì)無人機(jī)各種飛行數(shù)據(jù)和人物設(shè)備狀況等的實(shí)時(shí)監(jiān)控。在當(dāng)前手機(jī)市場(chǎng)中，iPhone手機(jī)憑借其優(yōu)越的手機(jī)性能和系統(tǒng)版本的不斷更新，占有了較大的市場(chǎng)份額，擁有了龐大的用戶群。通過設(shè)計(jì)開發(fā)無人機(jī)iOS系統(tǒng)下的上位機(jī)軟件可以使得人們擺脫傳統(tǒng)電腦端上位機(jī)攜帶的不便，操作簡單、使用方便的手機(jī)上位機(jī)對(duì)于無人機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。

2 應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)與工具

本應(yīng)用基于Mac OS X平臺(tái)下的iPhone手機(jī)應(yīng)用程序開發(fā)，需要iPhone應(yīng)用軟件的開發(fā)環(huán)境。本程序使用Xcode開發(fā)平臺(tái)、Object-C開發(fā)語言，調(diào)試使用iPhone模擬器及iPhone手機(jī)[1]。

Xcode 是運(yùn)行在操作系統(tǒng)Mac OS X上的集成開發(fā)工具（IDE），由Apple Inc開發(fā)。Xcode是開發(fā)macOS和iOS應(yīng)用程序的最快捷的方式。Xcode 具有統(tǒng)一的用戶界面設(shè)計(jì)，編碼、測(cè)試、調(diào)試都在一個(gè)簡單的窗口內(nèi)完成。

Xcode同時(shí)也是一種語言，作為一種基于XML的語言，Xcode可以設(shè)想各種使用場(chǎng)景。它提供了一種獨(dú)立于工具的可擴(kuò)展的方法來描述編譯時(shí)組件的各個(gè)方面。

3 軟件功能及界面設(shè)計(jì)

本應(yīng)用設(shè)計(jì)了登錄界面（如圖1所示），使用者需點(diǎn)擊注冊(cè)按鈕進(jìn)行賬號(hào)注冊(cè);已經(jīng)有賬號(hào)的用戶若忘記登錄密碼，可點(diǎn)擊忘記密碼按鈕進(jìn)行找回密碼操作;游客登錄按鈕可以讓使用者瀏覽軟件的實(shí)際應(yīng)用界面但無法使用軟件連接無人機(jī);擁有賬號(hào)的用戶可選擇所需要進(jìn)入的無人機(jī)飛行模式再點(diǎn)擊登錄按鈕。右上角的設(shè)置按鈕可查看使用說明，也可進(jìn)行語言切換[2]。

在植保模式下（如圖2所示），點(diǎn)擊左上角的連接按鈕，本應(yīng)用將通過連接無人機(jī)的4G模塊與無人機(jī)進(jìn)行通信。

連接成功后選擇新建方案進(jìn)入無人機(jī)打點(diǎn)模式，打點(diǎn)模式下點(diǎn)擊界面地圖上任意位置將產(chǎn)生目標(biāo)點(diǎn)，目標(biāo)點(diǎn)超過兩個(gè)點(diǎn)時(shí)將產(chǎn)生植保噴灑軌跡（如圖3所示）。使用者在選取田地的邊界點(diǎn)后[3]，噴灑軌跡將自動(dòng)生成，軌跡之間的間距根據(jù)噴灑幅度的設(shè)置而改變，若邊界點(diǎn)選取錯(cuò)誤，可點(diǎn)擊重繪路徑按鈕重新打點(diǎn)，也可將當(dāng)前方案保存以便下次繼續(xù)使用，正向和反向按鈕可供使用者對(duì)于生成的軌跡繞中心旋轉(zhuǎn)直至到達(dá)使用者所需的軌跡要求。在邊界點(diǎn)范圍內(nèi)設(shè)置障礙點(diǎn)，生成飛行軌跡會(huì)繞過障礙點(diǎn)。最后將目標(biāo)點(diǎn)發(fā)送給無人機(jī)[4]，使得無人機(jī)按要求進(jìn)行飛行操作。

航拍模式界面與植保模式界面類似，但不會(huì)生成噴灑軌跡。航拍模式下無人機(jī)按點(diǎn)擊獲取到的目標(biāo)點(diǎn)飛行，可對(duì)每個(gè)目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行飛行高度、飛行速度的設(shè)置，也可選擇當(dāng)前目標(biāo)點(diǎn)是否拍照以及飛行任務(wù)是否循環(huán)等操作。

4 結(jié)語

隨著無人機(jī)在民用行業(yè)的快速發(fā)展和移動(dòng)智能終端的全球普及，移動(dòng)端控制無人機(jī)作業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)軟件將逐漸普及[5]。本次設(shè)計(jì)完成了基于iOS的無人機(jī)上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)上位機(jī)高成本、不易攜帶及操作復(fù)雜的缺陷，具有較高的實(shí)用性及廣闊的市場(chǎng)前景。

【參考文獻(xiàn)】

【1】徐鵬偉.基于XMPP協(xié)議的iOS即時(shí)通訊應(yīng)用研究與實(shí)現(xiàn)[D].廣州：華南理工大學(xué)，2015.

【2】凌芝.基于iOS的智能家居移動(dòng)客戶端的實(shí)現(xiàn)與研究[D].北京：北京郵電大學(xué)，2015.

【3】李蕾，李曉麗.基于iOS手持終端的移動(dòng)學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)研究[J].中國電化教育，2014（12）：93-97.

【4】毛豐.基于Unreal Engine中ARKIT插件的iOS平臺(tái)AR圖像識(shí)別應(yīng)用程序開發(fā)[J].新媒體研究，2019，5（03）：29-30.

【5】韋占祿.基于IOS手機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法[J].西部廣播電視，2019（03）：179-181.