描述

這是 Dronesmith Technologies 的 Dronesmith API 的示例項目。Dronesmith API 是一個基于 HTTP 請求的 API，支持軟件優(yōu)先無人機開發(fā)。您可以在 API 中內(nèi)置的虛擬無人機上測試您的代碼，然后在真實無人機上部署相同的代碼。該項目使用虛擬無人機在虛構(gòu)的場景中完成任務(wù)。

這個項目需要一些 Python 和 HTML/CSS 的基本經(jīng)驗。

在開始之前，我們建議您查看我們的Dronesmith API 教程。

情景

蘇黎世大學(xué)一位精神錯亂的物理學(xué)教授一直在校園北側(cè)的各種建筑物中進行實驗。昨晚，他用放射性材料進行的一項實驗出現(xiàn)了嚴重錯誤，校園變得充滿了放射性。現(xiàn)在由您和您的團隊使用配備輻射傳感器的無人機找到失敗實驗的位置。

任務(wù)

構(gòu)建一個應(yīng)用程序，讓無人機在校園周圍飛行，同時測量輻射強度水平并識別包含輻射源的建筑物。

提示：輻射強度遵循牛頓反平方定律。

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關(guān)于 API

在我們深入了解應(yīng)用程序的工作原理之前，讓我們先回顧一下 Dronesmith API。無人機的命令采用 HTTP 請求的形式。例如，要檢索無人機的位置，您可以向 URL http://api.dronesmith.io/api/drone/{drone-name}/position發(fā)送請求。下面是一個使用 Python 模塊請求的 API 調(diào)用示例。

import json  
import requests
USER_EMAIL      = 'example@example.com'  
USER_API_KEY    = 'example-api-key'  
DRONE_NAME      = 'prickly_galileo' 
  
headers = { 
   'user-email': USER_EMAIL, 
   'user-key': USER_API_KEY,      
   'Content-Type': 'application/json' 
}   
response = requests.get('http://api.dronesmith.io/api/drone/'+ DRONE_NAME + '/position', headers=headers)   
jsonText = json.loads(response.text)  
print json.dumps(jsonText, indent=2, sort_keys=True)  

此代碼發(fā)送一個 GET 請求并打印來自服務(wù)器的響應(yīng)。服務(wù)器使用以下 JSON 對象進行響應(yīng)。

{ 
   "X": 0.004026684,    
   "Y": -0.02161496,   
   "Z": -0.11607925,   
   "Latitude": 47.39774,   
   "Longitude": 8.545593,   
   "Altitude": 0.047, 
   "Heading": 3.95 
} 

一些請求具有 BODY 字段，例如以下起飛命令。

import json  
import requests 
USER_EMAIL      = 'example@example.com'  
USER_API_KEY    = 'example-api-key'  
DRONE_NAME      = 'prickly_galileo'
  
headers = { 
   'user-email': USER_EMAIL, 
   'user-key': USER_API_KEY,      
   'Content-Type': 'application/json' 
}   
# Command drone to takeoff and hover 20 meters above Lat: 47.399091, Lon: 8.549200  
response = requests.post('http://api.dronesmith.io/api/drone/' + DRONE_NAME + '/takeoff', json={          
   "lat": 47.399091,      
   "lon": 8.549200,     
   "altitude": 20 
}, headers=headers)   
jsonText = json.loads(response.text)  
print json.dumps(jsonText, indent=2, sort_keys=True)  

對此起飛請求的響應(yīng)是以下確認。

{  
   "Command": 22,  
   "Status": "Command accepted.",  
   "StatusCode": 0  
}  

有關(guān)更多示例，請參閱我們的API 參考。

對于單個 API 請求，使用 Python 或任何腳本語言可能有點麻煩。我們強烈推薦使用Postman API 工具來測試 Dronesmith API 請求。

先決條件

要完成此項目，您需要 Dronesmith API 密鑰。前往api.dronesmith.io請求 API 密鑰。幾分鐘后，您將收到一封包含您的密鑰的電子郵件。

您還需要一個 Google Developers API 密鑰。https://developers.google.com/maps/documentation/javascript/get-api-key

設(shè)置 Python

安裝 Python：https ://www.python.org/downloads/release/python-2712/

注意：確保您使用的是 Python 2.7，而不是 Python 3。在命令行中鍵入 python --version 以驗證您的版本。

如果您不熟悉使用 Python，請通過以下兩個入門練習來設(shè)置您的開發(fā)人員環(huán)境：

http://learnpythonthehardway.org/book/ex0.html

http://learnpythonthehardway.org/book/ex1.html

安裝 Python pip 模塊：https ://pip.pypa.io/en/stable/installing/

這應(yīng)該默認包含在最新的 Python 版本中。

安裝 Python 請求模塊：pip install requests

安裝 Python geopy 模塊：pip install geopy

如果你在 Windows 上，你可能需要運行python -m pip 而不只是 pip。

應(yīng)用程序

您可以從我們的 Github 下載示例應(yīng)用程序。

https://github.com/dronesmith/Radiation-Detection-Example

該應(yīng)用程序命令虛擬無人機在蘇黎世大學(xué)校園周圍的路徑上飛行，同時在地圖上繪制路徑。它還顯示沿飛行路徑的每個點的輻射強度值。

當前形式的應(yīng)用程序?qū)⒄也坏捷椛湓础?/font>您可以根據(jù)自己的策略來修改應(yīng)用程序以查找?guī)в休椛湓吹慕ㄖ铩?/font>

該應(yīng)用程序由4個文件組成

• 索引.html

• 服務(wù)器.py

• 輻射傳感器.py

• 用戶帳戶.json

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這些文件的主要工作是server.py 。在此文件中，啟動了一個通過端口 8080 在 localhost 上運行的 Web 服務(wù)器。它提供無人機的當前位置和傳感器數(shù)據(jù)。

Web 服務(wù)器通過發(fā)送 Dronesmith API 請求定期檢索無人機的位置和無人機輻射傳感器的強度值。在與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器不同的線程中，通過發(fā)出 Dronesmith API 請求，指示無人機在校園周圍的腳本路徑中飛行。

在index.html中，通過向 http//:localhost:8080/data 發(fā)送 GET 請求來定期檢索位置和強度值。在每個 GET 請求之后，無人機標記和飛行路徑都會更新，并使用 Google Maps API 在最新位置繪制一個半徑與輻射強度成正比的新圓圈。

文件radiation_sensor.py用作我們的模擬輻射傳感器。該文件定期獲取無人機位置并使用緯度和經(jīng)度值計算輻射強度值。然后它會更新無人機輻射傳感器的強度場值。在運行server.py文件之前，您需要在單獨的終端中運行此代碼。

JSON 文件user-account.json用于存儲 Dronesmith API 憑據(jù)。

Github 項目中還包含一個設(shè)置腳本，drone_setup.py，您可以運行該腳本以在您的帳戶上創(chuàng)建具有輻射傳感器對象的虛擬無人機。

運行應(yīng)用程序

按照以下步驟運行應(yīng)用程序并查看它的運行情況。

1. 下載或克隆 Github 項目。

https://github.com/dronesmith/Radiation-Detection-Example

2. 將您的電子郵件和 Dronesmith API 密鑰添加到user.json。

將drone_name 字段留空。

3. 將您的 Google Developers API 密鑰添加到index.html。

在 HTML 正文中找到包含map.googleapis.com源的腳本，并將您的密鑰添加到 URL 中的密鑰字段。

4. 運行。python drone_setup.py

這將在您的帳戶上創(chuàng)建一個新的虛擬無人機并為其添加一個輻射傳感器。

5. 運行并讓它繼續(xù)運行。python radiation_sensor.py

6.在另一個終端運行。 python server.py

7. 訪問http://localhost:8080

您應(yīng)該會立即看到 Google 地圖視圖。無人機標記將在頁面加載后大約 10 秒內(nèi)顯示。直到無人機起飛并達到所需高度后，標記才會移動。然后你應(yīng)該看到無人機在校園里繞了一圈。

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尋找輻射源

您可以采取許多不同的策略來定位輻射源。您可能對來源的位置有預(yù)感并更改無人機路徑以測試您的假設(shè)，或者您可能使用花哨的三角測量算法。重要的是你在為時已晚之前找到輻射源。

注意：當您準備好檢查您的解決方案時，可以在Radiation_sensor.py文件中找到實際的源緯度和經(jīng)度。

請告訴我們您尋找輻射源的方法。

祝無人機工匠們好運！

有用的網(wǎng)址

• Dronesmith API 參考

• 使用帶有 Dronesmith API 的 Postman

• 平方反比定律

• Geopy 文檔

• SimpleHTTPServer 文檔