绝大多数消费级无人机(如大疆 DJI)并不会公开其核心的飞控和 App 源代码,这些是公司的核心技术和商业机密。

这个话题可以从以下几个非常有价值的角度来深入理解,这些角度才是真正有实践意义的:
- 开源飞控固件:无人机的“大脑”代码。
- Android App 的开源库和框架:用于与无人机通信和控制。
- Android 端的完整开源项目示例:可以学习和借鉴的 App。
- 获取大疆等商业无人机的 SDK:官方提供的开发工具包。
开源飞控固件
无人机的核心是飞控,它负责处理传感器数据(陀螺仪、加速度计、气压计等)并控制电机,如果你对无人机的底层控制感兴趣,研究开源飞控是最好的起点。
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项目名称: ArduPilot
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简介: 这是目前最流行、功能最强大的开源飞控项目之一,支持固定翼、多旋翼、直升机、车船等多种机器人平台,它不仅包含飞控固件,还包含了地面站的软件代码。
(图片来源网络,侵删) -
语言: 主要使用 C++ 编写。
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- Firmware: 运行在飞控硬件(如 Pixhawk)上的核心代码。
- Ground Control Station (GCS): 地面站软件的源代码,其中有部分是 Python 或 C++ 写的,可以让你了解如何与飞控通信。
- Simulation: 仿真环境,方便你进行测试。
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项目名称: PX4 Autopilot
(图片来源网络,侵删) -
简介: 另一个与 ArduPilot 齐名的顶级开源飞控项目,它的设计更现代,架构清晰,在学术界和工业界都有广泛应用。
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语言: 主要使用 C++ 编写。
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- Firmware: PX4 NuttX 板子上的固件。
- SITL (Software In The Loop): 在你电脑上运行的软件仿真环境,非常方便开发。
- GCS: QGroundControl 是其官方地面站,也是开源的,可以学习其实现。
对于 Android 开发者来说:虽然飞控固件不是 Android 代码,但理解它能让你明白 App 需要发送什么样的指令(如“起飞”、“悬停”、“设置航点”)给飞控,以及飞控会返回什么样的数据(如“经纬度高度”、“电池电量”、“飞行状态”)。
Android App 的开源库和框架
当你在 Android App 中需要与无人机通信时,你不会从零开始写所有网络协议和通信逻辑,你会使用成熟的库,最核心的通信协议是 MAVLink。
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什么是 MAVLink? MAVLink (Micro Air Vehicle Link) 是一种轻量级的、基于消息的通信协议,专为无人机和其他小型机器人设计,它定义了各种消息类型,如
HEARTBEAT(心跳)、GLOBAL_POSITION_INT(全球位置)、COMMAND_LONG(长指令)等,几乎所有开源和商业无人机都支持 MAVLink。 -
Android 端的 MAVLink 库 你需要一个 Android 库来解析和封装 MAVLink 消息。
- 推荐库:
mavlink - Maven 依赖:
<dependency> <groupId>org.mavlink</groupId> <artifactId>mavlink</artifactId> <version>1.0.35</version> <!-- 使用最新版本 --> </dependency> - GitHub 地址: https://github.com/mavlink/c_library_v2 (这是 C 库,Android 端通常通过 JNI 或找到封装好的 Java/Kotlin 版本来使用)。
- 推荐库:
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网络通信库 App 和飞控之间通常通过 Wi-Fi 或 串口 进行通信,在 Android 上,你可以使用:
- Socket (java.net.Socket): 用于 TCP/UDP 通信。
- OkHttp: 一个强大的 HTTP 客户端,也可以处理 WebSocket,适合与无人机的地面站模块通信。
- Android Things / IoT libraries: 对于更专业的硬件通信。
Android 端的完整开源项目示例
学习一个完整的 App 是最好的方式,以下是一些优秀的开源项目,它们展示了如何用 Android 控制无人机。
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项目名称: DroidPlanner
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简介: 一个非常经典的、基于 ArduPilot 的 Android 地面站 App,它功能全面,代码成熟,是学习无人机 App 开发的绝佳教材。
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技术栈:
- 语言: Java
- 架构: 较早的 Android 开发架构,但核心逻辑清晰。
- 功能: 地图显示、航点规划、实时遥测数据、视频回传等。
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你可以学到:
- 如何通过 MAVLink 与 ArduPilot 飞控通信。
- 如何解析和显示遥测数据(经纬度、高度、速度等)。
- 如何在地图上绘制航线。
- 如何处理视频流(虽然可能比较老旧)。
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项目名称: PX4 Android GCS
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简介: PX4 官方提供的 Android 地面站 App,虽然功能可能不如 QGroundControl 强大,但它是与 PX4 生态系统紧密结合的示例。
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技术栈:
- 语言: Kotlin
- 架构: 现代化的 Android 开发架构,使用 MVVM、Kotlin Coroutines 等。
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你可以学到:
- 现代化的 Android 开发实践。
- 如何与 PX4 飞控进行 MAVLink 通信。
- 如何构建一个简洁的遥测数据界面。
商业无人机 SDK (如大疆 DJI)
如果你不想自己处理底层的 MAVLink 协议,而是想快速开发针对特定品牌(如大疆)的 App,那么官方 SDK 是你的不二之选。
- 大疆开发者网站: https://developer.dji.com/
- SDK 包含内容:
- 完整的 API: 封装了与无人机、遥控器、相机、图传等所有组件交互的复杂逻辑。
- 示例代码: 提供了丰富的 Java/Kotlin 示例,帮你快速上手。
- 开发工具: 如 DJI Assistant 2,用于固件升级和参数设置。
- 模拟器: 提供一个虚拟的无人机环境,让你在没有真实硬件的情况下进行开发。
- 开发流程:
- 注册成为大疆开发者。
- 下载对应产品线(如 Mavic, Phantom)的 SDK。
- 将 SDK 集成到你的 Android Studio 项目中。
- 参考官方示例和文档,调用 API 实现你的功能,如获取相机实时画面、控制拍照录像、获取飞行器状态等。
总结与学习路径建议
| 方向 | 目标 | 适合人群 | 源代码/资源 |
|---|---|---|---|
| 理解无人机核心 | 了解无人机如何飞行、如何接收指令 | 对嵌入式系统、机器人控制感兴趣的开发者 | ArduPilot, PX4 |
| 学习通信协议 | 掌握 App 与飞控之间的“语言” | 所有无人机 App 开发者 | MAVLink, OkHttp, Socket |
| 学习 App 开发 | 参考完整项目,学习如何实现具体功能 | Android App 开发者 | DroidPlanner (Java), PX4 Android GCS (Kotlin) |
| **4. 商业项目开发 |
