摘 要

无人机航空摄影测量作为一种重要的工具在测绘领域扮演者越来越重要的角色。而对于无人机系统，如何灵活高效的控制是评价其性能的关键因素，目前市场在售的控制平台明显在便携性与通用性上显示出不足。再者，移动端手机与4G移动通信技术不断普及，已实现大众化。因此，本文将探讨构建一个基于安卓系统的小型航空摄影测量系统，从而进一步推动小型无人机操纵和任务规划的效率，本项目具有较强现实意义，是对无人机操纵方法的一种探索。

本文在分析现有无人机操纵方式等的基础上，结合Android端技术、百度API、DJI SDK等多种技术，详细论述了基于安卓系统的小型航空摄影测量系统控制软件的开发与实现相关的关键技术问题;本文也就无人机传感控制与航线设计与任务规划算法进行探讨，同时对进行了系统的总体设计和详细设计。最终基于Andorid Studio进行JAVA编程，实现了航空摄影测量系统控制软件APP的开发。本APP界面美观、互动友好，以百度 API进行地理显示和操作，直观性强，易于安装。

关键字：无人机 航空摄影测量 Android 任务规划 DJI SDK 百度API

Zhuo Yun Aerial Remote Sensing Mission Planning and Control Software Based on Android System

ABSTRACT

Aerial photogrammetry (UAV) as an important tool plays an increasingly important role in the field of Surveying and mapping. For UAV system, How to control flexibly and efficiently is the key factor to evaluate its performance. At present, the control platform sold in the market is obviously insufficient in portability and versatility. Moreover, mobile terminal mobile phones and 4G mobile communication technologies have been popularized. Therefore, this article will explore the construction of a small aerial photogrammetry system based on Android system to further promote the efficiency of small UAV maneuvering and mission planning. This project has a strong practical significance and is an exploration of the UAV maneuvering method.

On the basis of analyzing the operating mode of the existing UAV, this paper discusses the key technical problems related to the development and implementation of the control software for the small aerial photogrammetry system based on the Android system, combined with Android technology, Baidu API, DJI SDK and so on. This paper also discusses the UAV sensor control and route design and mission planning algorithm, and carries out the overall design and detailed design of the system. Finally, the JAVA programming based on Andorid Studio is used to realize the development of APP control software for aerial photogrammetry. This APP UI is beautiful and interactive. It displays and operates geographically with Baidu API. It is intuitive and easy to install.

Key Words: Aero Photogrammetry ;Android ;Task planning;DJI SDK;Baidu API

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 3

1.1 研究背景 3

1.2 国内外研究进展 3

1.3 研究目的 4

1.4 组织结构 4

第二章 无人机航空摄影测量航线设计与任务规划 5

2.1 概述 5

2.2面状区域航线设计与任务规划 5

2.3 带状区域航线设计与任务规划 6

2.4 电力线巡检航线设计与任务规划 7

2.5 本章小结 8

第三章 无人机航空摄影测量传感器控制 9

3.1 概述 9

3.2 通信协议设计 9

3.2.1数据包 9

3.2.1 命令包 10

3.2.2 信息反馈包 11

3.2.3 校验和 12

3.3 数据传输算法设计 12

3.4 无人机航空摄影测量传感器控制命令设计 13

3.5 本章小结 14

第四章 系统功能设计 15

4.1 系统需求分析 15

4.2 系统总体设计 15

4.2.1 开发环境及模式 15

4.2.2 系统功能设计 17

4.3 系统详细设计 18

4.3.1 软件界面布局 18

4.3.2 地图操作工具 19

4.3.3 添加数据 20

4.3.4 地图操作显示 21

4.3.5 量测功能 23

4.3.6 任务规划功能 23

4.3.7 数据说明 26

4.4 基于安卓的软件实现 27

4.3.1 安卓端技术 27

4.3.2 百度地图SDK 31

4.3.3 大疆SDK 32

4.4本章小结 33

第五章 系统算法设计实例 34

5.1实验区域简介 34

5.2 实验目标 35

5.3 作业过程 35

5.4 实验结果 36

5.5 本章小结 37

第六章 结论与展望 38

6.1 总结 38

6.2 后续展望 39

参考文献 40

致谢 41

第一章 绪论

1.1 研究背景

与大型无人机地面控制站相比，小型无人机控制较为简单，一般包括起降、数据传输、飞行姿态控制、任务规划、航线设计等操作。地面站技术发展至今已经日趋成熟，无人机操纵能力已相当强大。在测绘领域中，航空摄影测量作为一种重要的测绘和数据获取手段已深度融入我们的生活。对无人机的控制程度及航线任务规划的好坏很大程度上决定着航摄的精度及成本。然而目前的无人机遥控器不易携带且因成本昂贵普及度不高；同时，目前4G通信技术迅速发展，大大加快了数据的传输效率，智能化手机功能越来越强，可以作为一个理想的遥控平台。移动端不失为一个更好的控制平台。百度、高德、天地图等开源API以及大疆无人机提供的SDK越来越多的开放平台使得开发一个基于安卓系统的航空摄影测量软件成为可能。本项目将以这些开放平台为基础，结合国内外航空摄影测量的一些理论知识，以Android Studio为开发平台实现小型航空摄影测量统控制APP。

1.2国内外研究进展

21世纪以来，经过各国的不断努力研发，无人机控制技术迅猛发展，世界上出名的地面站如美国全球鹰已经能实现人机、卫星等互操作

对于中小型无人机，现今采用无线电遥控居多，能满足各种需求。然而实现手机对无人机的控制技术却尚待发展。国外最有名的法国通过IPhone控制的无人机作用只有五十米。

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