Pythonによるドローン「Tello」の制御 - 合同会社ミドリアイティ

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Ryze社の小型ドローン「Tello」は手頃な価格でありながら高性能で、一時は品薄状態となった程の人気機種です。

Telloは専用アプリによる操作のほか、ScratchやPython等のプログラミング言語を使用して制御することができます。
そこで、簡単なプログラムを作成してAndroid端末上のPython環境からTelloを操作してみることにします。今回作成するプログラムは離陸と着陸の機能しかありませんので、飛行の際には充分な安全を確保して下さい。

Tello SDK
ドキュメントによると、Tello SDK 1.0.0.0では以下のコマンドが提供されています。

コマンド	説明	レスポンス
command	commandモードに入る	OK / FALSE
takeoff	自動離陸	OK / FALSE
land	自動着陸	OK / FALSE
up xx	上昇 xx=(20-500cm)	OK / FALSE
down xx	下降 xx=(20-500cm)	OK / FALSE
left xx	左方に飛行 xx=(20-500cm)	OK / FALSE
right xx	右方に飛行 xx=(20-500cm)	OK / FALSE
forward xx	前方に飛行 xx=(20-500cm)	OK / FALSE
back xx	後方に飛行 xx=(20-500cm)	OK / FALSE
cw xx	時計回りにxx°回転 xx=(1-3600°)	OK / FALSE
ccw xx	反時計回りにxx°回転 xx=(1-3600°)	OK / FALSE
flip x	フリップ x={l,r,f,b,bl,rb,fl,fr}	OK / FALSE
speed xx	速度をxxに設定 xx=(1-100cm/s)	OK / FALSE
speed?	現在の設定速度を取得	1-100cm/s
battery?	現在の充電量を取得	0-100%
time?	現在の飛行時間を取得	xx

Telloへのコマンド送信には、UDPのポート8889を使用します。今回使用するコマンドは、command、takeoff、landの3つです。
ドキュメントでレスポンスが OK / FALSE となっていても、実際には ERROR や error が返されることがあります。

サンプルプログラム
今回作成したプログラムは以下の通りです。GitHubでMITライセンスで公開しています。

#!/usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-

import threading 
import socket
import time
import sys
from PyQt5.QtWidgets import *

class TelloController1(QWidget):

    def __init__(self):
        QWidget.__init__(self)
        self.initConnection()
        self.initUI()

    # 通信の設定
    def initConnection(self):
        host = ''
        port = 9000
        locaddr = (host,port) 
        self.tello = ('192.168.10.1', 8889)
        self.sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
        self.sock.bind(locaddr)

        # 受信スレッド起動
        recvThread = threading.Thread(target=self.recvSocket)
        recvThread.setDaemon(True)
        recvThread.start()

        # 最初にcommandコマンドを送信
        try:
            sent = self.sock.sendto('command'.encode(encoding="utf-8"), self.tello)
        except:
            pass

    # UIの作成
    def initUI(self):
        self.label = QLabel('')
        self.label.setFrameStyle(QFrame.Box | QFrame.Plain)

        # 終了ボタン
        endBtn = QPushButton("End")
        endBtn.clicked.connect(self.endBtnClicked)

        # 離着陸ボタン
        takeoffBtn = QPushButton("Takeoff")
        takeoffBtn.clicked.connect(self.takeoffBtnClicked)
        landBtn = QPushButton("Land")
        landBtn.clicked.connect(self.landBtnClicked)

        # ボタンのレイアウト
        layout = QGridLayout()
        layout.addWidget(self.label,0,0)
        layout.addWidget(endBtn,0,1)
        layout.addWidget(takeoffBtn,1,0)
        layout.addWidget(landBtn,1,1)
        self.setLayout(layout)

    # 終了処理
    def endBtnClicked(self):
        sys.exit()

    # takeoffコマンド送信
    def takeoffBtnClicked(self):
        try:
            sent = self.sock.sendto('takeoff'.encode(encoding="utf-8"), self.tello)
        except:
            pass

    # landコマンド送信
    def landBtnClicked(self):
        try:
            sent = self.sock.sendto('land'.encode(encoding="utf-8"), self.tello)
        except:
            pass

    # Telloからのレスポンス受信
    def recvSocket(self):
        while True: 
            try:
                data, server = self.sock.recvfrom(1518)
                self.label.setText(data.decode(encoding="utf-8"))
            except:
                pass

if __name__ == '__main__':
    app = QApplication(sys.argv)
    window = TelloController1()
    window.show()
    sys.exit(app.exec_())

Android端末にPython環境を構築
Pythonで開発したプログラムをAndroid端末で動作させるために、Pydroid 3を使用します。