marshallrichards/turbodrone
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通过反向工程解析畅销低价无人机，开放其程序化控制与视频流访问能力。
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# Turbodrone
反向工程 Amazon 上一些最畅销的约 50 美元“玩具”无人机的 API 和客户端，以替代它们附带的闭源移动应用。
## 简介
如今，Amazon 上有非常便宜的“玩具”无人机，基本上是早期 DJI Mavic 的精简克隆版。约 50 美元即可拥有 1080p 相机用于 FPV 和录制、微型向下光学流传感器用于定位与高度保持，以及开箱即用的良好飞行配置。这类无人机唯一的问题是它们运行闭源固件，且只能通过定制移动应用进行控制。我认为将这些无人机从“监狱”中解放出来并编写一个 API 和客户端来访问视频流并向下发送控制命令会非常酷。通过反向工程移动应用的工作方式，您可以把这个 50 美元的高性能“玩具”无人机变成可以程序化控制并用于各种应用和实验的设备。
## 硬件
* WiFi 摄像头无人机（按推荐顺序排列）：
| 品牌 | 型号编号 | 兼容性 | 购买链接 | 备注 |
|------------|-----------------|---------------|-------------------------------------------------------------|-------|
| Generic | M10 | 已测试 | [Aliexpress](https://www.aliexpress.us/item/3256809708895605.html) | 目前最喜欢的。无刷电机。RTSP 视频流非常稳定。 |
| Karuisrc | K417 | 已测试 | [Amazon](https://www.amazon.com/Electric-Adjustable-AIdrones-Quadcopter-Beginners/dp/B0CYPSJ34H/) | 第一个支持无刷电机的型号。做工很棒。 |
| Loiley | S29 | 已测试 | 已找不到链接 | 做工优秀，摄像头有云台（未在 API 中实现）|
| Hiturbo | S20 | 已测试 | [Amazon](https://www.amazon.com/dp/B0BBVZ849G), [Alternate Amazon Listing](https://www.amazon.com/Beginners-Foldable-Quadcopter-Gestures-Batteries/dp/B0D8LK1KJ3) | 原始测试平台，做工优秀|
| FlyVista | V88 | 已测试 | [Amazon](https://www.amazon.com/dp/B0D5CXY6X8) | |
| ? | D16/GT3/V66 | 已测试 | 最便宜的在 [Aliexpress](https://www.aliexpress.us/item/3256808590663347.html)，[Amazon](https://www.amazon.com/AUHIFVAX-Intelligent-Avoidance-Christmas-Thanksgiving/dp/B0FJRVH76T) | 20% 更小的 DJI Neo 克隆。仅适合室内飞行。
| Several Brands | E58 | 已测试 | [Amazon](https://www.amazon.com/Foldable-Quadcopter-Beginners-Batteries-Waypoints/dp/B09KV8L7WN/) | |
| Several Brands | E88/E88 Pro | 疑似 | [Amazon](https://www.amazon.com/Beginners-Foldable-Quadcopter-Real-Time-Rechargable/dp/B0FKNH6Q4T) | |
| Several Brands | E99/E99 Pro | 疑似 | [Amazon](https://www.amazon.com/LJN53-Foldable-Drone-Dual-Cameras/dp/B0DRH9C6RF) | |
| Swifsen | A35 | 疑似 | [Amazon](https://a.co/d/bqKvloz) | 非常小的“玩具”无人机|
| Unknown | LSRC-S1S | 疑似 | | 在另一个针对 WiFi UAV 应用 的反向工程工作中提及|
| Velcase | S101 | 待办 | [Amazon](https://www.amazon.com/Foldable-Beginners-Quadcopter-Carrying-Positioning/dp/B0CH341G5F/) | 做工较低，电池和螺旋桨比 S29 & S20 更小|
| Redrie | X29 | 待办 | [Amazon](https://www.amazon.com/Adults-1080P-Foldable-Altitude-Auto-Follow-Batteries/dp/B0CZQKNYL5) | 正在处理中|
_**已测试** 表示该无人机已在物理环境中使用 turbodrone 运行并确认兼容。_
_**疑似** 表示该 APK 使用的包和库与已测试的无人机完全相同。_
_**待办** 表示 APK 使用的数据包和协议不同，需要作为新实现添加到 API 中。_
* WiFi 适配器（推荐使用 [ALFA Network AWUS036ACM](https://www.amazon.com/Network-AWUS036ACM-Long-Range-Wide-Coverage-High-Sensitivity/dp/B08BJS8FXD) 或类似设备）
* 无人机广播自己的 WiFi 网络，因此计算机必须连接到该网络。
* 虽然不是必须的（因为可以使用计算机内置 WiFi 连接无人机网络），但如果希望飞行时保持互联网连接，建议使用该适配器。
## 安装配置
进入 `backend` 目录
```
cd backend
```
添加虚拟环境
```
python -m venv venv
source venv/bin/activate
```
安装依赖
```
pip install -r requirements.txt
```
_如果_您在 Windows 上，需要手动安装 `curses` 库。
```
pip install windows-curses
```
打开一个新的终端窗口并安装前端依赖。
_确保已安装 Node.js 20+。_
```
cd frontend
npm install
```
确保 WiFi 适配器已插入，无人机已开启，连接到 “BRAND-MODEL-XXXXXX” 网络后再继续。
在 `backend` 目录中创建 `.env` 文件。根据您使用的无人机类型添加 DRONE_TYPE：
```
# 对于基于 "com.vison.macrochip" (s2x) 的无人机，如 S20 和 S29：
DRONE_TYPE=s2x
# 对于基于 WiFi 的无人机，如 V88 和 D16：
# DRONE_TYPE=wifi_uav
# 对于 Cooingdv 发布者无人机应用，如 RC UFO 和 KY UFO：
# DRONE_TYPE=cooingdv
```
启动后端服务：
```
uvicorn web_server:app
```
在另一个终端中启动前端 Web 客户端：
```
npm run dev
```
打开 Web 客户端（地址为 `http://localhost:5173`），您应该能看到无人机视频 feed 并能对其进行控制。
如果要通过游戏手柄控制，请插入手柄并移动摇杆以检测，然后按下切换按钮在键盘和控制器控制之间切换。
请确保在安全的区域飞行，最好在户外且风力较小的地方。注意，“降落”按钮 _目前_ 更像是一个紧急停止按钮，会立即停止无人机电机。
## 状态
重连逻辑已解决。
视频 feed：稳定。
控制：已通过 Web 客户端大幅改进。针对 WiFi UAV 无人机的实现仍需微调。
Web 客户端：支持多种输入方式，如键盘、游戏手柄控制器以及 ThinkPad TrackPoint 鼠标（哈哈）。
正在为 [Amazon 最畅销无人机列表](https://www.amazon.com/best-selling-drones/s?k=best+selling+drones) 中的更多无人机添加支持。
## 贡献
要为新的“玩具”无人机添加支持，请下载该无人机使用的 APK（可从镜像站点获取），并使用 [jadx](https://github.com/skylot/jadx) 反编译为 Java 文件开始逆向工程。
随后，查看 `AndroidManifest.xml` 并寻找应用的入口点类。寻找明确提及的端口使用或协议使用（如 TCP 或 UDP）。这些应用通常会在嵌入在 APK 中的原生 C++ 库中完成实际的通信和视频 feed 处理。您可以使用 Ghidra 等工具反编译原生库，以发现有用信息。对于视频 feed 处理，您需要弄清楚其使用的格式（例如 JPEG、YUV 等），以及是否使用压缩，以及在从数据包重组图像帧时字节结构是什么样的。
此外，Wireshark 是您理解应用发送和接收原始数据包的利器。请观看这个 [视频](https://x.com/marshallrichrds/status/1923165437698670818) 了解用于为 Hiturbo S20 无人机添加支持的逆向工程过程概述。
一旦您弄清了遥控和视频处理的协议与流程，可以编写一个小的测试程序，并将其添加到 `experimental` 目录中，以便其他人可以试用。
之后，您可以开发一个与现有后端架构兼容的实现；例如 `s2x` 和 `wifi_uav` 这两个反向工程实现。
## 实验性支持
对于尚未完全集成到 Turbodrone 中、但支持有限的无人机和应用程序，请参见 `experimental` 目录。
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