tello无人机编程教学课件

Tello无人机编程教学课件Tello无人机简介Tello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。Tello无人机主要部件1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Tello无人机功能特点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。智能飞行功能安全须知与飞行环境个人防护措施操作无人机时应佩戴护目镜，保护眼睛免受意外伤害。始终保持安全距离，避免近距离接触旋转中的螺旋桨。儿童操作时需有成人监督指导。飞行前应仔细检查无人机各部件是否牢固，确保电池电量充足。理想飞行环境选择开阔、无障碍物的室内或室外环境进行飞行。避免在强风（超过2级风力）、雨雪天气下操作。光线充足的环境有助于视觉定位系统正常工作。保持飞行区域内WiFi信号稳定，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。Tello无人机充电与开机电池安装与充电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MicroUSB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Tello无人机准备无人机确保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TelloApp，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TelloEDU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1起降指令takeoff：一键自动起飞至约0.5米高度land：执行自动降落程序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，系统会自动完成平稳的起飞与降落过程。2高度控制upx：向上飞行x厘米（20≤x≤500）downx：向下飞行x厘米（20≤x≤500）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20厘米，最大为500厘米。3平面移动forwardx：向前飞行x厘米（20≤x≤500）backx：向后飞行x厘米（20≤x≤500）leftx：向左飞行x厘米（20≤x≤500）rightx：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。4旋转控制cwx：顺时针旋转x度（1≤x≤360）ccwx：逆时针旋转x度（1≤x≤360）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。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。Scratch编程环境介绍Scratch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TelloEdu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。Scratch编程：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。程序实现步骤首先，确保Tello无人机已正确连接到编程设备在Scratch界面中添加"当绿旗被点击"事件积木作为程序的起始点添加"连接到Tello"积木块，建立与无人机的通信插入"起飞"指令积木，控制无人机自动起飞添加"等待3秒"积木，让无人机在空中稳定悬停最后插入"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。Scratch编程：上下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。垂直飞行程序示例创建起飞积木，让无人机进入初始悬停状态添加"上升100厘米"积木，控制无人机向上飞行1米插入"等待2秒"积木，保持高空悬停添加"下降50厘米"积木，控制无人机下降0.5米再次插入"等待2秒"积木，观察中间高度悬停状态添加"降落"积木，安全结束飞行在练习垂直飞行时，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：前进100厘米顺时针旋转90度前进100厘米顺时针旋转90度前进100厘米顺时针旋转90度前进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创建起飞积木，进入悬停状态添加"前进100厘米"积木，控制无人机向前飞行1米插入"等待2秒"积木，保持前方位置悬停添加"后退150厘米"积木，控制无人机向后飞行1.5米再次插入"等待2秒"积木，观察后方位置添加"降落"积木，安全结束飞行结合时间与距离控制在编程实践中，合理设置飞行距离和等待时间非常重要。距离参数应根据实际飞行环境设置，确保无人机不会撞到障碍物。等待时间则要考虑无人机执行动作的实际需要，太短可能导致指令叠加执行不稳定，太长则会使整个程序运行缓慢。设计简单飞行路线通过组合前后移动指令，可以设计简单的直线往返飞行路线。例如，创建一个"飞行侦察"程序：前进50厘米，拍摄一张照片继续前进50厘米，拍摄第二张照片顺时针旋转180度（掉头）前进100厘米返回起点Scratch编程：旋转与翻转顺时针旋转使用"顺时针旋转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，范围为1至360度。例如，"顺时针旋转90度"将使无人机向右转90度。精确的角度控制使无人机能够实现定向飞行和复杂路径规划。逆时针旋转使用"逆时针旋转X度"积木控制无人机围绕中心轴逆时针旋转。参数设置与顺时针旋转相同，但方向相反。例如，"逆时针旋转180度"将使无人机掉头朝向相反方向。旋转指令通常需要配合等待积木确保动作完成后再执行下一步。翻转动作Tello支持四个方向的翻转动作：向左翻转、向右翻转、向前翻转和向后翻转。在Scratch中，使用对应的翻转积木块即可实现这些炫酷的特技动作。执行翻转前，应确保电池电量充足（建议在60%以上），且周围空间足够开阔。动作序列编排通过组合旋转和翻转指令，可以创建令人印象深刻的飞行表演。例如，"360度环顾+前翻特技"序列：顺时针旋转360度，等待1秒，执行向前翻转。创建此类动作序列时，注意在复杂动作间添加足够的等待时间，确保无人机姿态稳定。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。Scratch编程：综合飞行示例通过编程控制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：起飞并等待2秒钟稳定前进100厘米（第一条边）顺时针旋转90度前进100厘米（第二条边）顺时针旋转90度前进100厘米（第三条边）顺时针旋转90度前进100厘米（第四条边）顺时针旋转90度（回到原始朝向）降落添加翻转动作增强趣味性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}Scratch编程：手动控制与挑战键盘控制实现在Scratch中可以通过监听键盘事件来实现对Tello无人机的手动控制。例如：当按下"上箭头"键时，执行"前进30厘米"当按下"下箭头"键时，执行"后退30厘米"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"当按下"w"键时，执行"上升30厘米"当按下"s"键时，执行"下降30厘米"当按下"a"键时，执行"逆时针旋转30度"当按下"d"键时，执行"顺时针旋转30度"这种控制方式需要为每个键创建单独的事件监听器，使用户能够实时响应并控制无人机的飞行。复杂飞行任务设计掌握基础控制后，可以尝试设计更具挑战性的飞行任务：穿越障碍物：设置简单的门或圈，编程控制无人机准确穿过定点悬停：控制无人机飞到特定位置并精确悬停一段时间图形飞行：设计并实现圆形、三角形、"8"字形等复杂飞行路径协同编队：多架Tello无人机同时执行编程，实现简单的编队飞行任务接力：设计一系列连续任务，如起飞-穿越-翻转-降落的完整流程这些任务可以作为团队挑战或编程比赛项目，激发学习者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：从Python官方网站()下载并安装Python3.7或更高版本确认安装时勾选"AddPythontoPATH"选项，以便在命令行中直接使用Python安装完成后，通过命令行输入"python--version"验证安装成功使用pip(Python的包管理器)安装所需库：打开命令行，输入"pipinstalldjitellopyopencv-pythonnumpy"djitellopy库是一个专为Tello无人机设计的Python封装库，它将TelloSDK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。VisualStudioCode(VSCode)是一个轻量级且功能强大的编辑器，推荐用于TelloPython编程：从下载并安装VSCode安装Python扩展：在扩展市场搜索"Python"并安装Microsoft的Python扩展安装代码提示工具：Pylint或Flake8有助于发现代码问题创建一个新的工作区文件夹用于存放Tello项目创建虚拟环境(可选)：使用"python-mvenvvenv"命令创建隔离的开发环境配置完成后，即可开始编写Python代码控制Tello无人机。良好的开发环境设置有助于提高编码效率和代码质量。Python基础：连接与起飞建立无人机连接使用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：fromdjitellopyimportTelloimporttime#创建Tello对象tello=Tello()#连接到Tellotello.connect()#打印电池电量print(f"电池电量:{tello.get_battery()}%")#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。起飞与降落操作连接成功后，可以开始控制无人机的起飞和降落：fromdjitellopyimportTelloimporttimetello=Tello()tello.connect()#检查电池电量battery=tello.get_battery()print(f"电池电量:{battery}%")#电量足够时才起飞ifbattery>20:#起飞tello.takeoff()print("已起飞")#悬停5秒time.sleep(5)#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()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：#上升/下降tello.move_up(50)#上升50厘米tello.move_down(30)#下降30厘米#左右移动tello.move_left(40)#左移40厘米tello.move_right(60)#右移60厘米#前后移动tello.move_forward(80)#前进80厘米tello.move_back(50)#后退50厘米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。旋转与翻转动作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：#旋转控制tello.rotate_clockwise(90)#顺时针旋转90度tello.rotate_counter_clockwise(45)#逆时针旋转45度#翻转动作tello.flip_forward()#前翻tello.flip_back()#后翻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。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_speed(50)#设置速度为50厘米/秒#获取当前速度current_speed=tello.get_speed()print(f"当前速度:{current_speed}厘米/秒")#飞行示例-不同速度的移动tello.set_speed(30)#低速tello.move_forward(100)tello.set_speed(80)#高速tello.move_back(100)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：fromdjitellopyimportTelloimporttimetello=Tello()tello.connect()#检查电池电量battery=tello.get_battery()print(f"电池电量:{battery}%")ifbattery>30:#起飞tello.takeoff()#设置安全飞行速度tello.set_speed(30)#执行飞行路径tello.move_forward(80)time.sleep(1)tello.rotate_clockwise(90)time.sleep(1)tello.move_forward(80)time.sleep(1)tello.rotate_clockwise(90)time.sleep(1)tello.move_forward(80)time.sleep(1)#安全降落tello.land()else:print("电池电量不足，无法起飞")tello.end()优化飞行代码对于重复性的飞行动作，可以使用循环和函数来优化代码结构，提高可读性和可维护性：fromdjitellopyimportTelloimporttimedeffly_square(tello,size=80,speed=30):"""控制无人机飞行一个正方形路径参数:tello:Tello对象size:正方形边长(厘米)speed:飞行速度(厘米/秒)"""tello.set_speed(speed)foriinrange(4):tello.move_forward(size)time.sleep(1)tello.rotate_clockwise(90)time.sleep(1)defmain():tello=Tello()tello.connect()iftello.get_battery()>30:tello.takeoff()fly_square(tello,size=100)tello.land()else:print("电池电量不足")tello.end()if__name__=="__main__":main()通过定义函数封装特定的飞行模式，可以更灵活地组合和重用这些模式，创建更复杂的飞行路径。Python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：fromdjitellopyimportTelloimportcv2importtimetello=Tello()tello.connect()#启用视频流tello.streamon()#设置帧对象frame_read=tello.get_frame_read()#起飞tello.takeoff()time.sleep(2)streamon()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.framecv2.imwrite("tello_photo.jpg",frame)print("照片已保存")#捕获多张照片foriinrange(5):frame=frame_read.framecv2.imwrite(f"tello_photo_{i}.jpg",frame)print(f"已保存照片{i}")#每次拍照后移动位置tello.move_forward(30)time.sleep(2)frame_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。图像处理基础结合OpenCV库，可以对捕获的图像进行实时处理：#实时显示视频流whileTrue:#获取当前帧frame=frame_read.frame#图像处理（灰度转换示例）gray=cv2.cvtColor(frame,cv2.COLOR_BGR2GRAY)#显示原始帧和处理后的帧cv2.imshow("Tello视频流",frame)cv2.imshow("灰度处理",gray)#按'q'键退出循环ifcv2.waitKey(1)&0xFF==ord('q'):break#清理资源cv2.destroyAllWindows()tello.streamoff()tello.land()tello.end()这段代码展示了如何实时显示视频流并应用简单的灰度转换。更高级的应用包括物体检测、面部识别和色彩追踪等。Python编程：手动控制界面创建图形界面可以使Tello无人机的控制更加直观和方便键盘控制实现使用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：fromdjitellopyimportTelloimportcv2importtimetello=Tello()tello.connect()print(f"电池电量:{tello.get_battery()}%")#启用视频流tello.streamon()frame_read=tello.get_frame_read()#定义控制函数defcontrol_drone():print("按键控制说明:")print("t-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=FalsewhileTrue:#显示视频流frame=frame_read.framecv2.imshow("Tello控制",frame)#捕获按键key=cv2.waitKey(1)&0xFF#起飞和降落控制ifkey==ord('t')andnotis_flying:tello.takeoff()is_flying=Trueprint("已起飞")elifkey==ord('l')andis_flying:tello.land()is_flying=Falseprint("已降落")#飞行中的动作控制ifis_flying:#前后左右移动ifkey==ord('w'):tello.move_forward(30)print("前进")elifkey==ord('s'):tello.move_back(30)print("后退")elifkey==ord('a'):tello.move_left(30)print("左移")elifkey==ord('d'):tello.move_right(30)print("右移")#上升和下降elifkey==ord('r'):tello.move_up(30)print("上升")elifkey==ord('f'):tello.move_down(30)print("下降")#旋转控制elifkey==ord('e'):tello.rotate_clockwise(30)print("顺时针旋转")elifkey==ord('q'):tello.rotate_counter_clockwise(30)print("逆时针旋转")#退出程序ifkey==ord('x'):break#如果退出时仍在飞行，则自动降落ifis_flying:tello.land()#清理资源cv2.destroyAllWindows()tello.streamoff()tello.end()#启动控制control_drone()此程序创建了一个显示无人机视频流的窗口，同时监听键盘输入来控制飞行动作。它还包含了紧急情况处理逻辑，如在程序退出时自动降落无人机，确保安全操作。Python进阶：群体编程概述多机编程基础TelloEDU版本支持多架无人机的同时编程控制，这为创建无人机编队表演和协同任务提供了可能。使用Python可以同时连接和控制多达16架Tello无人机，实现同步或顺序的飞行动作。多机编程的核心在于为每架无人机创建单独的控制实例，并通过精确的时间控制和状态同步来协调它们的动作。在Python中，可以使用多线程或异步编程技术来实现这一目标。fromdjitellopyimportTelloSwarm#创建多机编队对象swarm=TelloSwarm.fromIps(["01","02","03"])AP模式与Station模式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的应用场景：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人机的独立控制，但不适合大规模编队。Station模式（站点模式）：多架Tello连接到同一个外部WiFi网络（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。设置Station模式需要使用TelloEDU应用程序，将每架无人机配置为连接到同一个WiFi网络，并记录分配的IP地址。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：fromdjitellopyimportTelloSwarmimporttime#定义无人机IP地址列表drones_ips=["01","02","03"]#创建无人机编队对象swarm=TelloSwarm.fromIps(drones_ips)#同时连接所有无人机print("正在连接所有无人机...")swarm.connect()time.sleep(2)#检查所有无人机电池电量fori,telloinenumerate(swarm.tellos):print(f"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.takeoff()time.sleep(5)#悬停几秒print("所有无人机悬停")time.sleep(5)#同时降落所有无人机print("所有无人机降落")swarm.land()time.sleep(2)#断开连接swarm.end()print("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_forward(50)time.sleep(2)#所有无人机同时后退swarm.move_back(50)time.sleep(2)#所有无人机同时上升swarm.move_up(30)time.sleep(2)#所有无人机同时顺时针旋转swarm.rotate_clockwise(90)time.sleep(2)#个别无人机控制#让第一架无人机执行特定动作swarm.tellos[0].flip_forward()time.sleep(3)状态反馈处理在多机编程中，监控和处理每架无人机的状态反馈非常重要，可以检测异常情况并进行相应处理：#检查所有无人机状态defcheck_drones_status(swarm):all_ok=Truefori,telloinenumerate(swarm.tellos):battery=tello.get_battery()height=tello.get_height()temp=tello.get_temperature()print(f"无人机{i+1}:电量{battery}%,高度{height}cm,温度{temp}°C")ifbattery<15:print(f"警告:无人机{i+1}电量低!")all_ok=Falsereturnall_ok#在关键动作前检查状态ifcheck_drones_status(swarm):#继续执行动作swarm.move_forward(100)else:#安全降落print("检测到异常，所有无人机安全降落")swarm.land()群体编程：高级动作与应用1曲线飞行与跳跃动作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。#定义曲线飞行函数deffly_curve(swarm,radius=100,angle=360,steps=20):"""控制无人机编队飞行曲线路径参数:swarm:TelloSwarm对象radius:曲线半径(厘米)angle:总飞行角度(度)steps:分段数量"""angle_step=angle/stepsforiinrange(steps):#前进一小段swarm.move_forward(int(2*radius*math.sin(math.radians(angle_step/2))))#旋转一小角度swarm.rotate_clockwise(int(angle_step))time.sleep(1)2任务板识别与定位TelloEDU版本支持识别特定的任务板(MissionPad)，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，可以实现编队的精确阵型和复杂的空间编排。#启用任务板检测fortelloinswarm.tellos:tello.enable_mission_pads()tello.set_mission_pad_detection_direction(2)#下方检测#飞到特定任务板上方并悬停deffly_to_mission_pad(tello,pad_id,height=80):tello.go_xyz_speed_mid(0,0,height,30,pad_id)print(f"无人机已飞到任务板{pad_id}上方")time.sleep(2)3编队表演程序结合以上技术，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defperform_formation_show(swarm):#所有无人机起飞并上升到相同高度swarm.takeoff()time.sleep(2)swarm.move_up(80)time.sleep(2)#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),...]]fori,telloinenumerate(swarm.tellos):x,y,z=positions_circle[i]tello.go_xyz_speed(x,y,z,30)time.sleep(5)#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,telloinenumerate(swarm.tellos):x,y,z=positions_square[i]tello.go_xyz_speed(x,y,z,30)time.sleep(5)#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：pipinstalldjitellopy--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：TelloSDK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TelloSDK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StackOverflow：搜索"Tellodrone"可以找到许多编程问题的解答和代码示例DroneBlocks平台DroneBlocks是一个专门为教育设计的无人机编程平台，提供了丰富的Tello编程资源：图形化编程界面：基于Scratch的编程环境，适合初学者和青少年结构化课程：提供从基础到高级的分阶段课程，包含详细的教学视频和项目实践教师资源：为教育工作者提供课程计划、教学指南和评估工具社区挑战：定期举办编程挑战活动，激发学习兴趣和创新思维在线课程平台多个在线学习平台提供专门的Tello编程课程：Udemy：有多门关于Tello编程的课程，涵盖Scratch和Python两种编程方式Coursera：在部分机器人和无人机相关课程中包含Tello编程内容edX：提供一些包含无人机编程模块的计算机科学课程R