无人机接口设计

以下是为无人机系统设计的 全功能接口协议文档 ，涵盖任务管理、飞行控制、媒体采集、云台控制及数据传输等核心模块，采用 RESTful API + WebSocket + SFTP 混合架构：

无人机全功能控制接口协议

版本：4.0
通信架构：

graph TB A[Web前端] -- HTTPS --> B[API Server] B -- WebSocket --> C[无人机] C -- SFTP --> D[媒体存储] B -- MQTT --> E[地面站]

1. 任务管理系统

1.1 巡航任务创建

接口：POST /api/v3/missions

参数：

json 复制代码

{
  "name": "电力巡检-2024",
  "waypoints": [
    {
      "id": 1,
      "lat": 31.2304,
      "lng": 121.4737,
      "alt": 120.0,
      "speed": 10.0,
      "actions": [
        {
          "type": "gimbal_rotate",
          "params": {"pitch": -30, "yaw": 45, "duration": 3}
        },
        {
          "type": "photo",
          "params": {"count": 3, "interval": 1}
        }
      ]
    }
  ],
  "advanced": {
    "rtl_altitude": 50.0,      // 返航高度
    "obstacle_avoidance": true // 避障开关
  }
}

响应：

json 复制代码

{
  "mission_id": "MIS_20240520_001",
  "waypoint_count": 8,
  "estimated_duration": 325     // 秒
}

2. 飞行控制

2.1 任务下发与起飞

接口：POST /api/v3/flight/execute

参数：

json 复制代码

{
  "drone_id": "UAV_001",
  "mission_id": "MIS_20240520_001",
  "takeoff": {
    "altitude": 15.0,
    "auto_rotate_gimbal": true  // 起飞时云台自动归中
  }
}

2.2 紧急控制指令

接口	功能	关键参数
`POST /api/v3/flight/land`	紧急降落	`precision_mode: "vision"`
`POST /api/v3/flight/rtl`	智能返航	`avoid_obstacles: true`
`POST /api/v3/flight/hold`	悬停	`duration: 60` (秒)

3. 云台控制系统

3.1 多模式控制

json 复制代码

// 绝对角度控制
{
  "mode": "absolute",
  "yaw": 90.0,
  "pitch": -20.0,
  "speed": 30
}

// 速度控制模式
{
  "mode": "velocity",
  "yaw_speed": 10.0,  // 度/秒
  "pitch_speed": -5.0
}

3.2 高级功能

目标跟踪 ：

json 复制代码

{
  "tracking": {
    "target": "vehicle",
    "lock_position": {"lat": 31.2304, "lng": 121.4737},
    "smoothing": 0.8  // 跟踪平滑度
  }
}

红外模式切换 ：

json 复制代码

{
  "ircut": "auto",  // auto/day/night
  "thermal_range": "high"  // 热成像范围
}

4. 媒体采集系统

4.1 媒体控制指令集

指令类型	接口路径	示例参数
单次拍照	`POST /api/v3/media/capture`	`{"format": "raw+jpg"}`
开始录像	`POST /api/v3/media/record`	`{"resolution": "4K@30fps"}`
定时拍摄	`POST /api/v3/media/timelapse`	`{"interval": 5, "duration": 300}`

4.2 媒体回传配置

json 复制代码

{
  "transfer": {
    "mode": "realtime",  // realtime/postflight
    "compression": "h265",
    "qos": {
      "priority": "video",  // video/telemetry
      "bandwidth_limit": "5Mbps"
    }
  }
}

5. 实时数据流

5.1 WebSocket 数据通道

通道类型	地址	数据示例
视频流	`wss://api.example.com/video`	H.264/H.265 编码流
遥测数据	`wss://api.example.com/telemetry`	`json {"alt": 45.2, "battery": 78}`
云台状态	`wss://api.example.com/gimbal`	`json {"pitch": -12.3, "tracking": true}`

6. 错误码与状态机

6.1 核心错误码

错误码	含义	恢复方案
6001	云台校准失败	重启后手动校准
6002	存储空间不足	触发自动回传或更换存储卡
6003	通信链路中断	自动切换4G/无线电中继

6.2 飞行状态机

stateDiagram-v2 [*] --> IDLE IDLE --> TAKEOFF: 起飞指令 TAKEOFF --> MISSION: 到达目标高度 MISSION --> HOLD: 暂停指令 HOLD --> MISSION: 继续执行 MISSION --> RTL: 任务完成/低电量 RTL --> LANDING: 到达返航点 LANDING --> IDLE: 着陆完成

7. 安全与性能

7.1 安全限制

地理围栏 ：

json 复制代码

{
  "geofence": {
    "max_altitude": 150.0,
    "boundary": [
      {"lat": 31.2304, "lng": 121.4737},
      {"lat": 31.2400, "lng": 121.4900}
    ]
  }
}

7.2 性能指标

项目	指标
指令响应延迟	<200ms (局域网)
视频流延迟	<500ms (1080P@30fps)
云台跟踪精度	±0.3° (静态目标)

此文档支持以下 扩展功能：

任务模板保存/加载
多机协同控制
第三方系统集成（通过Webhook）
如需完整技术方案书，请联系商务团队获取《智能无人机系统集成指南》。