JavaScript 机器人学：使用 JavaScript 构建无人机

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近年来，机器人领域取得了巨大的发展和创新。随着 JavaScript 这门用途广泛且流行的编程语言的出现，开发者现在可以使用熟悉的工具和框架来构建自主机器人和无人机。本文将探讨 JavaScript 机器人学的激动人心的世界，重点介绍如何构建自主无人机。

JavaScript 机器人和无人机

传统上，构建机器人和无人机需要掌握 C++ 或 Python 等专业语言。然而，由于 JavaScript 易于使用、广泛采用以及充满活力的库和框架生态系统，它已成为一种可行的替代方案。

JavaScript 机器人学涉及将硬件组件（例如传感器和执行器）与 JavaScript 代码集成，以控制和与机器人交互。无人机，尤其是，为 JavaScript 机器人学提供了一个极好的平台，因为它们需要复杂的控制算法和实时响应能力，而 JavaScript 可以有效地处理这些能力。

入门：设置环境

在深入无人机编程之前，让我们先设置开发环境。我们将使用 Node.js（一种流行的 JavaScript 运行时环境），以及一些专门为机器人学设计的库和框架。

• 安装 Node.js − 访问 Node.js 官方网站，下载适合您操作系统的最新稳定版本。

• 创建新项目 − 打开终端并为您的项目创建一个新目录。使用 cd 命令导航到项目目录。

• 初始化 Node.js 项目 − 在终端中运行以下命令以初始化一个新的 Node.js 项目：

npm init -y

安装依赖项 − 安装机器人和无人机所需的依赖项：

npm install johnny-five node-ardrone

构建自主无人机

在本节中，我们将创建一个简单的自主无人机，它可以起飞、按照指定的模式飞行并降落。我们将使用 Johnny-Five 库（一个流行的 JavaScript 机器人框架），以及 node-ardrone 包（用于无人机特定的功能）。

导入所需的库 − 创建一个新的 JavaScript 文件 autonomous-drone.js，并导入必要的库：

const five = require('johnny-five');
const arDrone = require('node-ardrone');

说明

在开头几行中，我们导入了自主无人机项目所需的库。johnny-five 库提供了用于与硬件组件交互的高级 API，而 node-ardrone 包允许我们控制 AR.Drone。

连接到无人机 − 初始化无人机并建立连接 −

const drone = arDrone.createClient();

说明

接下来，我们使用 node-ardrone 包提供的 createClient() 方法创建一个新的无人机客户端对象。此对象表示我们的 AR.Drone，并允许我们发送命令来控制其移动。

配置无人机 − 设置无人机的配置，例如启用稳定和启用视频流：

drone.config('general:navdata_demo', 'FALSE');
drone.ftrim();
drone.disableEmergency();
drone.on('navdata', (data) => {
   // Handle navigation data updates
});

说明

在这里，我们通过禁用导航数据演示模式、执行平面校准以稳定无人机以及禁用紧急模式来配置无人机。我们还为“navdata”事件设置了一个监听器，该事件为我们提供了来自无人机的实时导航数据。您可以在事件处理程序中添加自定义代码以处理和利用这些数据。

起飞 − 命令无人机起飞：

drone.takeoff();

说明

takeoff() 方法用于命令无人机从地面起飞。执行后，无人机将启动引擎并在固定高度盘旋。

按照图案飞行 − 实现一个函数，使无人机以方形图案飞行：

function flyInSquare() {
   drone
   .after(5000, function () {
      this.clockwise(0.5);
   })
   .after(2000, function () {
      this.stop();
      this.land();
   });
}

说明

flyInSquare() 函数定义了无人机的飞行模式。它使用 Johnny-Five 库的 after() 方法来安排在特定时间间隔执行特定操作。在本例中，5 秒后，无人机将开始以 0.5 的速度（范围从 -1 到 1）顺时针旋转。再过 2 秒，它将停止旋转并命令无人机降落。

执行飞行 − 调用 flyInSquare 函数以启动无人机的自主飞行：

flyInSquare();

说明

在这里，我们只需调用 flyInSquare() 函数即可启动无人机以方形图案的自主飞行。

降落 − 实现一个侦听器以检测无人机何时降落：

drone.on('landing', () => {
   console.log('Drone landed!');
});

说明

我们为“landing”事件设置了一个监听器，该事件在无人机成功降落时触发。当检测到该事件时，回调函数将被执行，并且消息“无人机已降落！”将被打印到控制台。

要查看输出，您可以在终端中使用以下命令运行脚本 −

node autonomous-drone.js

预期输出将为 −

Drone landed!

请注意，为了成功执行此代码，您需要有一个 AR.Drone 或兼容的无人机可用并连接到您的计算机。此外，请确保您已安装所需的依赖项，并且您的无人机已正确配置。

结论

JavaScript 在机器人领域开辟了激动人心的可能性，使开发者能够使用熟悉的工具和框架构建自主无人机。在本文中，我们探讨了 JavaScript 机器人学的基础知识，并演示了如何使用 JavaScript、Johnny-Five 库和 node-ardrone 包构建自主无人机。通过进一步的探索和实验，您可以扩展无人机的功能并创建更高级的自主行为。