El costo accesible de vehículos aéreos programables ha disparado que cada vez desarrolladores se aventuren a crear aplicaciones que dominen los cielos con código. Esta es una guía practica para empezar a programar un Drone desde cero.

1. Programación de
Drones
Vehículos Aéreos No Tripulados

2. Presentación
• Carlos Toxtli Hernández
• Desarrollador multiplataforma
• 13 años de experiencia.

4. UAV
• Un vehículo aéreo no tripulado, UAV por siglas en
inglés (Unmanned Aerial Vehicle), o sistema aéreo
no tripulado, UAS (Unmanned Aerial
System), conocido en castellano por sus siglas
como VANT o drone, es una aeronave que vuela
sin tripulación humana a bordo.

5. No confundir con naves
controladas a distancia
• Las Aeronaves Radio controladas o Aeronaves R/C,
no presentan ningún tipo de autonomía, ejemplo:
Los helicópteros controlados a control remoto.
• Los Drones tiene la capacidad de ser autónomos y
pueden despegar, volar y aterrizar
automáticamente.

6. Drones repartidores de
pizza
• http://www.youtube.com/watch?v=ZDXuGQRpvs4

7. Drones para uso
comercial
• En Estados Unidos se considera ilegal el uso
comercial de aviones no tripulados y se espera en
2015 se regularice.

8. Arduplane
• Cuentan con alas y hélices.
http://www.youtube.com/watch?v=DdC77fH1xAw

9. Multicopters

10. Ejemplo
• http://www.youtube.com/watch?v=uVNtE6LMD2o
• http://www.youtube.com/watch?v=8IItm9vqW88

11. Como conectarse

12. Como controlarlo

13. Marcas

14. Imprime tu Drone
http://www.thingiverse.com/thing:129855

16. Parrot AR Drone

21. Placa madre

27. Duración batería
• La incluida dura 9 minutos
• La extendida 15 minutos
• Las extendidas (de venta en internet) hasta 24
minutos.

28. Clips y seguros

29. Pinzas sujetadoras para
carga

30. Base para cargar un objeto

31. Helices

32. Engranes
http://www.thingiverse.com/thing:21342

33. Impresoras 3d
comerciales

34. Impresoras 3D armables

35. Software Repetier para
imprimirlas

36. Programación
•
•
•
•
•
•
Principales lenguajes en los que se programa.
C
C#
Objective C
Javascript
Java

37. Conexión
• Para conectarse es por medio de la red Wifi a la
red llamada ardrone2_SERIE
• Es posible conectarse vía telnet al dispositivo

38. Descarga del SDK
• Sitio web
• https://projects.ardrone.org/projects/show/ardrone
-api

39. Nodejs.org
Install node.js

41. Ejemplo de código
var arDrone = require('ar-drone');
var client = arDrone.createClient();
client.takeoff();
client
after(5000, function() {
this.clockwise(0.5);
})
.after(3000, function() {
this.animate('flipLeft', 15);
})
.after(1000, function() {
this.stop();
this.land();
});

42. Ejecutar el programa

43. Obtener imágenes
•
•
•
•
•
•
var arDrone = require('ar-drone');
var client = arDrone.createClient();
var pngStream = client.getPngStream();
pngStream.on('data', getPngStream);
var videoStream = client.getVideoStream();
videoStream.on('data', getVideoStream);
•
client.on('navdata', getNavData);
•
•
•
•
•
function getPngStream(data)
{
console.dir('Imagen PNG');
console.dir(data);
}

44. Obtener video y datos
• function getVideoStream(data)
• {
•
console.dir('Secuencia de video');
•
console.dir(data);
• }
• function getNavData(data)
• {
•
if(data.droneState.emergencyLanding)
•
{
•
console.dir('Ups se atoró');
•
}
• }

45. Usar OpenCV para la
visión
• OpenCV es el framework mas popular para
procesar imágenes y analizarlas.
• Para instalar la versión para Node.js es de la
siguiente forma.
• npm install opencv

46. •
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Datos de vuelo
{ header: 1432778632,
droneState:
{ flying: 0,
videoEnabled: 0,
visionEnabled: 1,
controlAlgorithm: 0,
altitudeControlAlgorithm: 1,
startButtonState: 0,
controlCommandAck: 1,
cameraReady: 1,
travellingEnabled: 0,
usbReady: 1,
navdataDemo: 1,
navdataBootstrap: 0,
motorProblem: 0,
communicationLost: 0,
softwareFault: 0,
lowBattery: 0,
userEmergencyLanding: 0,
timerElapsed: 0,
MagnometerNeedsCalibration: 0,
anglesOutOfRange: 0,
tooMuchWind: 0,
ultrasonicSensorDeaf: 0,
cutoutDetected: 0,
picVersionNumberOk: 1,
atCodecThreadOn: 1,
navdataThreadOn: 1,
videoThreadOn: 1,
acquisitionThreadOn: 1,
controlWatchdogDelay: 0,
adcWatchdogDelay: 0,
comWatchdogProblem: 0,
emergencyLanding: 0 },
sequenceNumber: 22318,
visionFlag: 0,
demo:
{ controlState: 'CTRL_LANDED',
flyState: 'FLYING_OK',
batteryPercentage: 58,
rotation:
{ frontBack: 1.293,
pitch: 1.293,
theta: 1.293,
y: 1.293,
leftRight: 0.829,
roll: 0.829,
phi: 0.829,
x: 0.829,
clockwise: -105.603,
yaw: -105.603,
psi: -105.603,
z: -105.603 },
frontBackDegrees: 1.293,
leftRightDegrees: 0.829,
clockwiseDegrees: -105.603,
altitude: 0,
altitudeMeters: 0,
velocity: { x: 0, y: 0, z: 0 },
xVelocity: 0,
yVelocity: 0,
zVelocity: 0,
frameIndex: 0,
detection: { camera: [Object], tagIndex: 0 },
drone: { camera: [Object] } },

47. Mas y más datos
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
pwm:
{ motors: [ 0, 0, 0, 0 ],
satMotors: [ 255, 255, 255, 255 ],
gazFeedForward: 340.91461181640625,
gazAltitude: -25.660755157470703,
altitudeIntegral: 0,
vzRef: -800,
uPitch: 7,
uRoll: -34,
uYaw: -14,
yawUI: -25.660755157470703,
uPitchPlanif: 0,
uRollPlanif: 0,
uYawPlanif: 0,
uGazPlanif: 0.00017481952090747654,
motorCurrents: [ 0, 0, 0, 0 ],
altitudeProp: 0,
altitudeDer: -25.62909698486328 },
visionDetect:
{ nbDetected: 0,
type: [ 0, 0, 0, 0 ],
xc: [ 0, 0, 0, 0 ],
yc: [ 0, 0, 0, 0 ],
width: [ 0, 0, 0, 0 ],
height: [ 0, 0, 0, 0 ],
dist: [ 0, 0, 0, 0 ],
orientationAngle: [ 0, 0, 0, 0 ],
rotation: [ [Object], [Object], [Object], [Object] ],
translation: [ [Object], [Object], [Object], [Object] ],
cameraSource: [ 0, 0, 0, 0 ] },
games: { counters: { doubleTap: 0, finishLine: 0 } },
magneto:
{ mx: -29,
my: -21,
mz: 47,
raw: { x: 72.59765625, y: 100.93359375, z: -169.08984375 },
rectified:
{ x: -121.61617279052734,
y: 253.83740234375,
z: 347.0871276855469 },
offset:
{ x: 202.01583862304688,
y: -157.86355590820312,
z: -509.63116455078125 },
heading:
{ unwrapped: -104.56443786621094,
gyroUnwrapped: 0,
fusionUnwrapped: -105.60394287109375 },
ok: 1,
state: 257,
radius: 4.649235341397054e+35,
error: { mean: -2.1708750025476598e-23, variance: 56699894794027010 } },
√ hdvideoStream:
{ hdvideoState: 256,
storageFifo: { nbPackets: 1, size: 38 },
usbkey: { size: 3851560, freespace: 2559462, remainingTime: 4998 },
frameNumber: 1313 },
wifi: { linkQuality: 1 },
gps:
{ latitude: 25.663727,
longitude: -100.2799144,
elevation: 516.93,
hdop: 1,
data_available: 7,
unk_0: [ 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 ],
lat0: 25.6637006,
lon0: -100.2798947,
lat_fuse: 25.663731514862402,
lon_fuse: -100.27991142172012,
gps_state: 1,
unk_1:
[ 0,
0 ],
vdop: 0,
pdop: 0,
speed: 0.11999999731779099,
last_frame_timestamp: 1500.13,
degree: 189.77999877929688,
degree_mag: 0,
unk_2: [
215, 163, 136, 64, 10, 215, 35, 61, 0, 0, 240, 65, 8, 0, 0, 0 ],
channels:
[ [Object] ],
gps_plugged: 1,
unk_3:
[ 136,
0,
0 ],
gps_time: 0,
week: 0,
gps_fix: 0,
num_satellites: 0,
unk_4: [
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 ],
ned_vel_c0: 0,
ned_vel_c1: 0,
ned_vel_c2: 0,
pos_accur_c0: 0,
pos_accur_c1: 0,
pos_accur_c2: 0,
speed_accur: 0,
time_accur: 0,
unk_5:
[ 0,
0,
0 ],temperature: 0,pressure: 0 },}

48. Funciones
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
arDrone.createClient([options])
client.createREPL()
client.getPngStream()
client.getVideoStream()
client.takeoff(callback)
client.land(callback)
client.up(speed) / client.down(speed)
client.clockwise(speed) / client.counterClockwise(speed)
client.front(speed) / client.back(speed)
client.left(speed) / client.right(speed)
client.stop()
client.calibrate(device_num)
client.config(key, value, callback)
client.disableEmergency()
arDrone.createUdpControl()

49. La parte divertida
• client.animate(animation, duration)
• ['phiM30Deg', 'phi30Deg', 'thetaM30Deg', 'theta30Deg',
'theta20degYaw200deg’,'theta20degYawM200deg',
'turnaround', 'turnaroundGodown',
'yawShake’,'yawDance', 'phiDance', 'thetaDance',
'vzDance', 'wave',
'phiThetaMixed’,'doublePhiThetaMixed', 'flipAhead',
'flipBehind', 'flipLeft', 'flipRight’]
• client.animateLeds(animation, hz, duration)
• ['blinkGreenRed', 'blinkGreen', 'blinkRed', 'blinkOrange',
'snakeGreenRed’,'fire', 'standard', 'red', 'green',
'redSnake', 'blank', 'rightMissile’,'leftMissile', 'doubleMissile',
'frontLeftGreenOthersRed’,'frontRightGreenOthersRed',
'rearRightGreenOthersRed’,'rearLeftGreenOthersRed',
'leftGreenRightRed', 'leftRedRightGreen’,'blinkStandard']

50. Mezcla arduino con AR
Drone
https://gist.github.com/maxogden/4152815

51. Compartir en un servidor
la cámara del Drone
• https://github.com/Soarez/ar-drone-pngstream

52. Controlar desde tu
navegador
• https://github.com/functino/drone-browser

53. Detectar caras con Drone
•
•
•
•
var arDrone = require('ar-drone');
var cv = require('opencv');
var http = require('http');
var fs = require('fs');
•
console.log('Connecting png stream ...');
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
var pngStream = arDrone.createPngStream();
//var stream = arDrone.createUdpNavdataStream();
var client = arDrone.createClient();
var processingImage = false;
var lastPng;
var face_cascade = new cv.CascadeClassifier('node_modules/opencv/data/haarcascade_frontalface_alt2.xml');
var navData;
var flying = false;
var startTime = new Date().getTime();
var log = function(s){
var time = ( ( new Date().getTime() - startTime ) / 1000 ).toFixed(2);
•
•
•
•
•
•
•
•
console.log(time+" t"+s);
}
pngStream
.on('error', console.log)
.on('data', function(pngBuffer) {
//console.log("got image");
lastPng = pngBuffer;
});

54. •
var faceInterval = setInterval( detectFaces, 150);
•
•
•
•
•
•
•
•
•
client.takeoff();
client.after(5000,function(){
log("going up");
this.up(1);
}).after(1000,function(){
log("stopping");
this.stop();
flying = true;
});
•
•
•
•
•
client.after(60000, function() {
flying = false;
this.stop();
this.land();
});
•
•
•
client.on('navdata', function(navdata) {
navData = navdata;
})
•
•
•
•
•
•
var server = http.createServer(function(req, res) {
if (!lastPng) {
res.writeHead(503);
res.end('Did not receive any png data yet.');
return;
}
•
•
•
res.writeHead(200, {'Content-Type': 'image/png'});
res.end(lastPng);
});
•
•
•
server.listen(8080, function() {
console.log('Serving latest png on port 8080 ...');
});

55. •
•
•
•
•
•
•
•
var detectFaces = function(){
if( ! flying ) return;
if( ( ! processingImage ) && lastPng )
{
processingImage = true;
cv.readImage( lastPng, function(err, im) {
var opts = {};
face_cascade.detectMultiScale(im, function(err, faces) {
•
•
var face;
var biggestFace;
•
for(var k = 0; k < faces.length; k++) {
face = faces[k];
if( !biggestFace || biggestFace.width < face.width ) biggestFace = face;
•
•
//im.rectangle([face.x, face.y], [face.x + face.width, face.y + face.height], [0, 255, 0], 2);
•
•
}
•
•
•
if( biggestFace ){
face = biggestFace;
console.log( face.x, face.y, face.width, face.height, im.width(), im.height() );
•
•
face.centerX = face.x + face.width * 0.5;
face.centerY = face.y + face.height * 0.5;
•
•
var centerX = im.width() * 0.5;
var centerY = im.height() * 0.5;
•
•
var heightAmount = -( face.centerY - centerY ) / centerY;
var turnAmount = -( face.centerX - centerX ) / centerX;
•
•
turnAmount = Math.min( 1, turnAmount );
turnAmount = Math.max( -1, turnAmount );
•
log( turnAmount + " " + heightAmount );
•
•
•
//heightAmount = Math.min( 1, heightAmount );
//heightAmount = Math.max( -1, heightAmount );
heightAmount = 0;
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
if( Math.abs( turnAmount ) > Math.abs( heightAmount ) ){
log( "turning "+turnAmount );
if( turnAmount < 0 ) client.clockwise( Math.abs( turnAmount ) );
else client.counterClockwise( turnAmount );
setTimeout(function(){
log("stopping turn");
client.clockwise(0);
//this.stop();
},100);
}
else {
log( "going vertical "+heightAmount );
if( heightAmount < 0 ) client.down( heightAmount );
else client.up( heightAmount );
setTimeout(function(){
log("stopping altitude change");
client.up(0);
},50);
•
}
•
}
•
processingImage = false;
//im.save('/tmp/salida.png');
•
•
•
•
•
•
}, opts.scale, opts.neighbors
, opts.min && opts.min[0], opts.min && opts.min[1]);
});

56. Mexicanos y Drones
Uncommon Air Projects
• ¿Cuál fue su experiencia incursionando con Drones?
• Comenzamos con la información de internet e
investigando en foros, y los conocimientos de
aeronáutica y biónica fueron importantes.
• Hemos desarrollado, cuadricópteros, hexa y
octocópteros con un fuselaje de fibra de carbono con
capacidad de carga que dobla al de la competencia.
• La filosofía DIY ha hecho posible que la implementación
de innovaciones no requiera de meses de análisis, no
estás sólo, generas y compartes conocimiento

57. Experiencia de
Uncommon Air Projects
• En México apenas comenzamos el acercamiento con
clientes, la mayoría tiene necesidades básicas que se
cumplen con un drone que sea fácil de controlar y les
permita visualizar las alturas
• El principal reto que vemos en el mercado es competir
con empresas que ofrecen precios muy bajos con
calidad desechable
• Aunque muchos lo ven con ojos de invasión de
privacidad, nosotros creemos que la expansión de esta
tecnología a sectores populares representa el
empoderamiento del usuario, de multitudes, el no ser
sólo espectador sino tener una herramienta para
conocer, actuar, es como si te dieran el poder de
volar, qué harías con él?... Al contrario de la
creencia, ofrecemos tener un poco de libertad

58. Mexicanos y Drones
Jordi Muñoz
•
•
•
•
Co-Founder y CTO de 3DRobotics
Ganador al Premio Estudiante Emprendedor 2013
¿Cuál es su experiencia en UAVs ?
Yo inicie en DIY drones, de hecho yo invente el
Ardupilot (lo que es hoy el APM), la ultima versión
que yo hice personalmente fue el APM 2.5.

59. Ligas recomendadas
• http://3drobotics.com/
• https://projects.ardrone.org/projects/show/ardrone
-api

60. Gracias
• La presentación estará publicada en:
• http://www.facebook.com/
carlos.toxtli