我们在森林地区从事科学考察时，由于林木比较茂密，考察队员在森林中很难搞清楚周边地区林木具体的覆盖状况。同时，我们在与护林员的聊天过程中了解到，一旦森林地区发生火灾、山洪、泥石流等自然灾害，很难短时间搞清楚具体灾害的状况，只能根据经验来判断灾害的损失情况，根据经验向受灾地区派驻救灾人员。

因此，我们就想能否让我们的护林员有一双鹰一样的眼睛，能够像鸟儿一样盘旋在空中，随时掌握森林的状况呢？

“瞳翼”智能四轴飞行器由此而诞生。这是一款能够通过电脑、手机App以及GpS定点导航三种方式控制的可实时进行视频传输的航拍飞行器。它不但可以进行森林监测，还可以满足滩涂湿地监测、城市交通状况动态监测以及各种空中航拍的需要。

实施方案

1.开发过程

我们在研发过程中，首先分别对软件和硬件进行开发，然后进行整体功能调试，开发过程如下图所示。

2.硬件结构

近距离采用WIFI控制，作品硬件由机架、飞行控制电路、无线传输电路以及摄像头组成。在此基础上，加入GpS模块以及电台装置，便可实现远距离GpS导航控制。

3.技术说明

本作品的主体是小型四旋翼飞行器，主要由飞行器姿态控制部分、无线传输部分以及控制端软件部分组成。

四旋翼飞行器具有十字形交叉结构的四个螺旋桨。与传统的飞行器不同，四旋翼飞行器通过改变螺旋桨的速度来实现各种动作。(www.daowen.com)

飞行器姿态控制部分：采用pID算法来调整和保持飞行器正常的飞行姿态，并对采集回的传感器测量值进行相应的软件滤波，数据融合，消除传感器的有害测量值对飞行控制的影响。飞行控制系统主控芯片采用简单快速的经济型单片机ARDUINo pRo MINI，可实现对三轴加速度、三轴角速度、电子罗盘等数据的测量，从而完成对飞行姿态的有效控制。

无线传输部分：首先搭建基本opENWRT路由器系统，在此基础上开发网络协议，手机App端（或电脑端）根据网络TCp协议发送飞行器控制数据，经路由器输出端连接飞行控制板进行串口信息交换，实现飞行器控制，同时读取航拍图像。由于飞行器搭载的是WIFI无线网络，因此利用手机控制将局限于WIFI信号的覆盖的范围。为扩大控制区域，将来会使用无线电台。

控制端软件部分：在开发手机App的过程中，首先测试手机重力传感器，加入网络许可，测试网络协议。然后建立飞行器控制协议，由网络搭载信息，通过手机TCp／Ip对应端口与路由器（中介服务器）通信，从而与飞行器通信。最后加入网络UDp数据流读取，实时读取航拍数据流并显示。电脑控制台软件的开发过程与手机App的开发过程类似，但电脑无需测试重力感应，通过界面按钮和电脑键盘联合控制即可，并可通过调按键来控制灵敏度。

4.四个功能特色

手机App控制：通过开发手机重力感应功能，通过手机App进行飞行控制。App界面如下图所示。控制飞机前，需要先连接飞机的无线网络，单击连接按钮后，手机便可向飞行器发送数据。解锁后，使用者可通过重力感应对飞行器控制，同时可查看飞行中的航拍图像。

电脑控制：控制界面如下图所示，可通过单击油门和方向键来控制飞行器。界面左侧为飞行器实时拍摄传输回来的图像。

GpS定点巡航飞行：控制界面如下图所示。当飞行器控制距离超过其自身WIFI传输距离时，采用远距离地面站台控制，通过GpS定点实现对飞行器

飞行路线的控制。

多个设备同时查看图像：本作品采用独特图传技术，支持多个设备同时查看飞行器飞行过程中的航拍图像，如下图所示。