使用 Python + Pygame 键盘控制无人机（AirSim）

键盘控制无人机

在无人机仿真或者控制实验中，很多时候我们需要通过键盘来实时操控无人机的飞行方向、速度和姿态。本文将介绍如何使用 Python + Pygame 来实现键盘监听，并通过 AirSim 接口发送速度与偏航控制指令。

环境准备

需要的依赖：python3.x pygame airsim

初始化

首先导入依赖并初始化 pygame：

python 复制代码

import airsim
import pygame
import sys

pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((400, 300))  # 创建一个窗口用于监听按键
pygame.display.set_caption("Drone Keyboard Controller")

设置无人机的基础速度参数和偏航速率：

python 复制代码

# 基础速度 (m/s)
vehicle_velocity = 2.0  

# 临时加速比例
speedup_ratio = 10.0  

# 基础偏航速率 (deg/s)
vehicle_yaw_rate = 5.0

键盘控制逻辑

通过键盘来改变无人机的速度和偏航速率：

方向键 ↑ ↓ ← → → 控制无人机前进 / 后退 / 左移 / 右移
W / S → 上升 / 下降
A / D → 左旋转 / 右旋转
空格 → 临时加速
ESC → 退出

代码示例：

python 复制代码

while True:
    pygame.event.pump()  # 刷新事件队列
    keys = pygame.key.get_pressed()

    # 是否加速
    if keys[pygame.K_SPACE]:
        scale_ratio = speedup_ratio
    else:
        scale_ratio = 1.0

    # 偏航控制（A / D）
    yaw_rate = (keys[pygame.K_d] - keys[pygame.K_a]) * scale_ratio * vehicle_yaw_rate

    # 前后移动（↑ / ↓）
    velocity_x = (keys[pygame.K_UP] - keys[pygame.K_DOWN]) * scale_ratio * vehicle_velocity

    # 左右移动（← / →）
    velocity_y = -(keys[pygame.K_LEFT] - keys[pygame.K_RIGHT]) * scale_ratio * vehicle_velocity

    # 上下移动（W / S）
    velocity_z = -(keys[pygame.K_w] - keys[pygame.K_s]) * scale_ratio * vehicle_velocity

    # 发送控制指令
    AirSim_client.moveByVelocityAsync(
        vx=velocity_x,
        vy=velocity_y,
        vz=velocity_z,
        duration=0.02,
        yaw_mode=airsim.YawMode(is_rate=True, yaw_or_rate=yaw_rate),
        vehicle_name="Drone1"
    )

    # 按 ESC 退出
    if keys[pygame.K_ESCAPE]:
        pygame.quit()
        sys.exit()

效果演示

运行后，你可以直接通过键盘操控无人机：

按住方向键让无人机前后左右平移
按住 W / S 让无人机上升或下降
按住 A / D 控制无人机旋转偏航
按 空格 进入加速模式，更方便观察飞行动作
按 ESC 结束程序

总结

通过 pygame 键盘监听 + AirSim 接口，我们实现了一个简单直观的无人机控制方式。

这种方式适合：

进行飞控算法测试
做可视化演示
快速调试无人机运动学效果

如果需要更复杂的控制逻辑，还可以在此基础上扩展，例如添加 姿态角度控制 、航点自动飞行 等功能。