Программирование дронов для начинающих: с чего начать?

Привет!

Разработчики ПО для дронов составляют карты пространства, создают траектории движения и разрабатывают различные системы: управления, навигации, обнаружения и облёта препятствий.

Специалисты по беспилотникам востребованы в нефтедобыче, строительстве, экологии, логистике и многих других сферах.

Первый шаг в программировании дронов - это знание правильных языков программирования, которые могут быть низкоуровневыми или высокоуровневыми. Далее, вы можете начать программировать, используя программируемый дрон, чтобы получить доступ к его программам и создать собственное приложение, используя язык программирования.

Программирование дронов может показаться сложным и запутанным занятием, но на самом деле это проще, чем можно подумать. Несколько простых инструкций, чтобы начать двигаться в правильном направлении, и вы уже на пути к созданию собственной программы для своего дрона. Конечно, тем, кто уже знает основы программирования, будет проще научиться программировать дроны, но даже для абсолютных новичков нужно с чего-то начинать, верно?

Можете ли вы программировать дроны?

Умение программировать стало жизненно важным в современном цифровом мире, особенно когда речь идет о робототехнике и других подобных областях.

В этом отношении дроны - это всего лишь еще одна из многочисленных областей применения программирования.

И это может быть действительно интересно - знать, как программировать дроны, чтобы просто и эффективно указывать им, что делать.

Но возможно ли на самом деле программировать дроны? В конце концов, дроны уже поставляются с базовым программированием, которое позволяет управлять ими с помощью пульта дистанционного управления или приложения, поставляемого с дроном. Но можете ли вы запрограммировать дроны таким образом, чтобы получить более уникальный способ управления ими и указывать им, что делать?

Да, дроны действительно можно программировать. На самом деле, если вы видели их вживую или по телевизору, было множество различных световых шоу с участием дронов, которые покорили зрителей по всему миру. В сентябре 2020 года в Шэньчжэне (Китай) 3 051 дрон побил рекорд самого большого светового шоу в истории.

Трудно представить, что 3 051 человек управляет всеми этими дронами. Именно поэтому программирование дронов позволяет запрограммировать все эти дроны на движение в унисон и синхронизировать каждое их движение, чтобы вы могли создать такое впечатляющее шоу без участия одного человека, контролирующего по одному дрону.

Тем не менее, мы здесь не для того, чтобы бить рекорды, а только для того, чтобы узнать больше о том, как работает программирование дронов и как вы можете начать программировать свои собственные дроны.

Итак, для начала вам нужно знать, что не все дроны программируются; на самом деле, есть только определенные модели, которые действительно программируются конечным пользователем.

Большинство программируемых дронов продаются специально для образовательных целей, чтобы молодые люди или те, кто хочет узнать о программировании дронов, могли использовать их для практики программирования дронов. Однако существуют также наборы для дронов DIY, которые можно купить, чтобы создать программируемый дрон с нуля. Эти наборы для дронов DIY лучше подходят для тех, кто хочет разработать собственное приложение или программу для своего дрона.

Какой язык программирования используют дроны?

Для начала, первое, что вам нужно сделать, когда вы хотите научиться программировать дроны, - это убедиться, что вы действительно знаете язык программирования, который используют дроны.

В конце концов, все начинается с языка программирования, потому что это язык, который вы будете использовать для общения с дроном, чтобы вы могли сказать ему, что делать, основываясь на вашей собственной уникальной программе.

Итак, для того чтобы вы понимали, чем отличаются языки программирования, мы должны различать низкоуровневое и высокоуровневое программирование в зависимости от того, как они используются в дронах.

Низкоуровневое программирование

Когда речь идет о низкоуровневом программировании, основное внимание уделяется микропрограмме, на которой работает дрон.

Эта прошивка взаимодействует или координирует работу аппаратных средств дрона, таких как пропеллеры и двигатель, чтобы он мог использовать свои основные функции. Короче говоря, микропрограмма - это то, что позволяет дрону использовать все свои различные компоненты.

Так, например, встроенное программное обеспечение дрона фактически отвечает за определение того, сколько энергии он должен подавать на двигатели и пропеллеры в зависимости от того, как он управляется или как он анализирует инерциальный измерительный блок дрона. Таким образом, дрон может стабилизировать себя, поскольку встроенное программное обеспечение взаимодействует с двигателями и пропеллерами дрона во время полета.

Когда дело доходит до низкоуровневого программирования, языки программирования C и C++ являются языками программирования, которые необходимо изучить.

Большинство программистов, которые уже хорошо разбираются в основах программирования, должны знать, как использовать C и C++, потому что именно эти языки программирования изучают большинство студентов.

Однако, несмотря на то, что языки C и C++ считаются базовыми, изучать их не так-то просто, поскольку они могут быть сложными. Но если вы уже освоились и знаете все тонкости этих языков программирования, вам будет проще использовать их при попытке научиться программировать аппаратное и встроенное программное обеспечение вашего дрона.

Высокоуровневое программирование

В то время как низкоуровневое программирование имеет дело с микропрограммой и аппаратным обеспечением, высокоуровневое программирование имеет дело с приложениями дрона.

Короче говоря, вы уже рассматриваете дрон как полностью готовое устройство, и вам нужно только установить приложение, которое позволит вам управлять дроном по команде.

Итак, различные функции, которые позволят вам запрограммировать дрон на выполнение множества различных действий, таких как полет на определенной высоте или умение использовать информацию, чтобы он мог автоматически лететь в указанное место по GPS - это функции, которые можно запрограммировать с помощью высокоуровневого программирования.

При этом программирование высокого уровня работает рука об руку с микропрограммой, чтобы дрон мог интерпретировать ответ, который он должен выполнить. Так, например, если вы используете дрон для полета на контролируемой высоте по команде, приложение будет взаимодействовать с микропрограммой, которая затем будет взаимодействовать с аппаратным обеспечением дрона.

Другой пример - когда вы хотите, чтобы дрон считывал данные GPS, чтобы он мог двигаться в нужном направлении, основываясь на ваших командах через приложение.

Таким образом, цель высокоуровневого программирования в этом отношении заключается в том, чтобы знать, как передать это встроенному ПО.

Между тем, именно низкоуровневое программирование обеспечивает работу двигателей и различного оборудования после того, как высокоуровневое программирование передало команду.

Поскольку программирование высокого уровня легче понять по сравнению с программированием низкого уровня, оно, как правило, удобно для пользователя и доступно многим людям. Именно здесь в игру вступает такой язык программирования, как Python, потому что этот язык, как правило, является самым простым для изучения. Java также может быть хорошим выбором, но Python просто проще в использовании и понимании для начинающих программистов.

Как начать программировать дронов?

Итак, помимо изучения основных языков программирования, которые часто используются для низкоуровневого и высокоуровневого программирования дронов, чтобы начать программировать дроны, вам нужно приобрести программируемый дрон.

Некоторые программируемые дроны можно купить. Эти дроны уже поставляются с комплектом для разработки программного обеспечения (SDK) или интерфейсом прикладного программирования (API) в комплекте. Большинство программируемых дронов уже поставляются с собственной прошивкой, то есть они уже имеют низкоуровневое программирование, необходимое для управления аппаратурой.

Итак, что вы можете сделать с этими программируемыми дронами, так это использовать высокоуровневое программирование для программирования и разработки приложения, которое позволит вам управлять дроном для выполнения специализированных функций. Поэтому очень важно, чтобы вы приобрели дрон, способный работать на выбранном вами языке программирования, таком как Python или SDK, который поставляется вместе с программируемым дроном.

Используя SDK, вы можете создать собственное мобильное приложение для дрона даже без использования языка программирования, если SDK поставляется со всем необходимым для разработки приложения. Ваши знания высокоуровневого программирования будут важны, когда дело дойдет до разработки собственного приложения. Это приложение будет отвечать за управление дроном.

DroneKit

Хорошим программируемым комплектом для дронов, который вы можете приобрести, является DroneKit, который представляет собой SDK, который вы можете легко загрузить с помощью своего мобильного устройства Android.

Вы можете использовать этот SDK для создания собственного приложения для управления Android, если вы вооружены базовыми знаниями о программировании высокого уровня. И самое приятное, что SDK DroneKit абсолютно бесплатен и имеет открытый исходный код.

Самое лучшее в DroneKit то, что он поставляется со всеми основными функциями, которые вам необходимы, когда дело доходит до управления вашим дроном. Сюда входит интеллектуальное планирование траектории полета и другие автономные функции. А поскольку он с открытым исходным кодом, вы можете использовать различные коды, которые другие программисты использовали для своих дронов. Но проблема в том, что в DroneKit нет поддержки клиентов.

SDK и API от DJI

Но если вы используете дроны DJI, которые являются одними из самых популярных дронов на рынке сегодня, вы можете использовать SDK и API от DJI, чтобы вы могли разрабатывать собственные приложения для iOS и Android, предназначенные специально для дронов DJI, таких как Mavic.

DJI SDK на самом деле великолепны по своим возможностям, поскольку они включают в себя различные автоматизированные функции, такие как уклонение от препятствий и даже прямая видеотрансляция, что позволит вам максимально использовать удивительные возможности камеры Mavic.

Проблема, однако, заключается в том, что DJI SDK и API не являются бесплатными. Но если вы настаиваете на использовании дрона DJI, вы сможете получить SDK или API, если обратитесь в DJI самостоятельно. Это будет отличным способом научиться программировать свой собственный дрон DJI, особенно потому, что SDK от DJI обладают широкими возможностями.

Курсы по обучению

Если вы всерьёз заинтересованы данной профессией и хотели бы посвятить ей время и усилия, вы можете воспользоваться замечательным онлайн-курсом от Skillbox! Конечно, можно и самостоятельно освоить языки программирования и научиться управлять беспилотником, но если вам тяжело сохранять мотивацию и продуктивность, обучаясь самому, онлайн-курсы – как раз то, что вам нужно!

Согласитесь, всегда эффективнее и интереснее учиться чему-то новому, когда вы можете задавать вопросы профессионалам, иметь сразу весь необходимый материал и быть наверняка уверенным в своих результатах?

С помощью потрясающего курса от Skillbox вы познакомитесь с устройством летающей робототехники. Научитесь программировать беспилотники и моделировать полёты дронов в различных условиях. Изучите инструменты для решения прикладных задач с помощью беспилотников.

Погрузитесь в увлекательный мир беспилотников. Изучите принципы работы их основных систем. Познакомитесь с трендами рынка перспективных технологий Aeronet. Получите знания по теории и физике полёта, навигации, устройству дронов. Научитесь программировать беспилотники для выполнения практических задач. Вы сможете использовать новые навыки для карьерного роста или смены работы!

До новых встреч!