垂起固定翼无人机航线规划

项目五：垂起固定翼无人机超视距飞行

• 超视距飞行突破人眼可视范围，执行更远距离任务。
• 应用于测绘领域，精准勘察大面积地形，减少人力成本和时间。
• 应用于应急救援，深入受灾核心区域，为救援指挥提供实时全面的现场画面。
• 打破地理限制和常规视野束缚，改变多个行业的作业模式。

垂起固定翼无人机超视距飞行时注意事项

• 任务分析与目标确定
• 收集环境信息。
• 航线规划
• 安全评估与优化。
• 实时监控与调整
• 技术要求
• 操作流程。
• 安全注意事项。

任务一：垂起固定翼无人机航线规划

• 需综合考虑多种因素，确保飞行安全、高效和任务顺利完成。

收集环境信息

• 获取飞行区域的高精度地形数据，包括海拔高度和地形起伏等信息，有助于规划航线时避开障碍物，确保飞行安全。
• 使用地理信息系统（GIS）或其他专业地形数据获取工具。
• 了解飞行期间的风速、风向、气温、降水等气象条件，对无人机的飞行性能和稳定性有重要影响。
• 强风会导致无人机偏离航线，造成姿态偏差；降水可能会影响传感器等电器正常工作。
• 航线规划应考虑气象因素，选择合适的飞行高度和速度。
• 查询并明确飞行区域内的空域限制情况，包括禁飞区、限飞区和军事管制区等。
• 确保航线规划不违反相关空域管理规定，避免与其他飞行器发生冲突。
• 通过航空管理部门的官方网站或相关空域管理软件获取空域限制信息。

航线规划

• 基于致导地面站的软件操作流程：
  • 双击打开地面站软件。
  • 点击搜索飞机，然后点击左上角＋号。
  • 点击右上角混合翼。
  • 点击特定图标进入。
• 飞机链路与连接步骤：
  • 点击右下角信号，输入 IP 地址等信息。
  • 输入账号密码，点击打开，绿色正常表示连接成功。
  • 空白处右击鼠标，选择 RTK。
  • 点击向下箭头，观察卫星数量，颜色为绿色表示最优。
  • 点击千寻，点击点选飞机附近区域，获取源列表，并输入账号密码。
  • 在空白处右击鼠标，选择任务舵机。
  • 点击航灯设置。
  • 将值设置为 100，再设为 -100，此时航灯关闭，然后点击确认。

飞前检查

• 点击做左侧第三个按钮，打开飞行检查向导。
• 点击向导第 3 项，核对俯仰角、滚转角、航向角的误差范围不超过±10°。
• 点击第 6 项执行机构，检查旋翼 4 个电机状态 1、3 为逆时针转动，2、4 为正传，然后依次点击副翼左滚至方向右转。
• 手动堵住头上的细孔后点击空速计项后，空速值会依次上涨，不松开数值不会掉。
• 点击油门震动项，抬起机身尾部，点击 10% 油门，查看机身尾部电机旋转是否正常需要向右旋转，检查震动采集度是否较低。
• 飞场手控遥控器的检查需要在空白处右击选择遥控面板后查看右下角遥控器是否连接成功，如果连接成功会显示绿色。
• 手控人员移动左右摇杆，检查摇杆的动作需要和地面站显示的动作一致，如果只需要垂直起降飞行（只飞旋翼），需要双击旋翼准备起飞，接下来需要手控保障人员手动飞行和降落

设置归航点与降落航线

• 设置归航点：
  • 点击正下方第3个绿色功能键，然后下方箭头点击点选，选择中心点位置。
  • 修改高度等数据后点击“设置”；查看确认设置。
• 注意事项：
  • 起飞时需设置归航数据并点击“设置”按钮。
  • 沿归航圈飞至70M后，依次调整高度至飞行航线高度一致，并点击设置。
  • 速度建议设为26-28，半径300。
  • 降落时双击归航图标，飞机在归航点盘旋降至70M降落高度。
• 设置降落航线：
  • 点击左侧第二个降落航线后点击自动生成，最后获取当前位置，生成完整航线。
  • 在生成的航线中，可拖拽航点并旋转航线至所需位置。
  • 降落航线可修改数值，并上传/下载设置。

编辑飞行任务航线

• 点击最左侧的航线编辑面板，使用铅笔图标绘制航线，然后在右侧编辑各航段。
• 航线规划时左击选择航线，再单击点选飞行地点。
• 相邻航点距离至少 800 米，角度大于 90 度，必要时可更改数值。

垂起固定翼无人机远距离规划时

• 根据飞行任务需求和实际飞行情况，确定无人机的起飞点与目标点。
• 务必同时了解无人机的起飞及降落条件，例如场地的大小，水平度，风向和目标点是否可进入及是否安全。

飞行航线规划

• 在起飞点和着陆点之间合理计划无人机的飞行路线以控制和引导无人机按照预定路线飞行。
• 飞行计划通过考虑如避开障碍物，满足任务覆盖要求以及适应无人机的飞行性能等手段规避。
• 在地形复杂的区域，应增加航点的数量，以确保无人机能够安全避开障碍物。
• 进行大面积区域测绘任务时，航线的分布应合理均匀，以保证监测的全面性。

飞行航线平滑处理

• 应使用样条曲线拟合等方法对飞行航线进行平滑处理，以减少无人机在飞行过程中的姿态变化和能量消耗，保证无人机的飞行轨迹更加流畅，不仅有利于无人机的稳定飞行，而且还可以延长无人机的续航时间。

安全评估和优化

• 检查航线是否与障碍物发生碰撞。
• 使用三维建模和碰撞检测算法来模拟检测无人机是否会发生碰撞。如果检测到碰撞，需要调整航线或重新规划航线，以避开障碍物。
• 为了提高飞行可靠性，设置冗余航线，当主航线出现故障或不可行时，无人机可以切换到冗余航线继续飞行。
• 冗余航线的规划应考虑与主航线的独立性和互补性，以确保在各种情况下都能保证无人机的安全飞行。
• 制定详细的应急处理措施，包括无人机断链、伺服失效、失速等情况下的保护。例如，可以设置无人机在断链时自动返回或最近的安全应急着陆点等设置。

实时监控与调整

• 通过实时监控系统（飞行数据），始终监视无人机在飞行期间的飞行状态和航线性能。
• 如果发现实际飞行条件与计划航线不符，例如突然的气象变化，要及时调整航线。

任务二：垂起固定翼无人机航线飞行

• 指无人机按照预先设定的特定路径和任务要求在空间中飞行，通过飞控系统，依据经纬度和高度等参数沿着指定飞行
• 应用于测绘、巡检和侦察等各个方面，具有用途广泛和数据收集精准两大特性。

技术要求

• 飞行器性能：
  • 包括良好的抗风能力、精准的姿态控制和可靠的动力系统。
  • 配备GPS和惯性测量单元（IMU）等高精度的导航系统。
• 通信系统:
  • 采用稳定的远距离数据传输链路：数传电台、4G/5G通信等。
• 飞行控制系统：
  • 不可或缺的先进飞控系统可根据预设航线和实时飞行状态, 能够自动调整无人机的姿态、速度和高度等参数。
  • 具备自主避障、自动返航、故障诊断与处理等功能。

操作流程：

• 飞行前准备：
  • 航线规划需要使用地面控制站软件根据任务需求，还应了解飞行环境以尽量精确规划包括起飞点和着陆点在内的飞行路线。
  • 检查的设备包括无人机的机体以及电池等，应确保各部件都可以正常运行
  • 飞行区域的地形以及地貌等因素需要经过评估。应该确认没有会影响飞行安全和其他任何因素。
• 飞行实施：
  • 在该阶段初期，可以通过在该起飞点处使用遥控器或地面控制站发送起飞指令，实现飞机起飞。
  • 在飞行过程中，地面控制站应实时监控无人机的飞机状态以便于调整飞行航线。
  • 任务的执行需要通过根据相关预定计划执行数据采集任务以及收集等一系列操作

降落阶段:

• 当完成了所有任务时，则无人机需要按照预设的返航航线返回着陆点。在接近着陆点的时候，从安全固定翼模式逐渐转换成自主旋翼模式进行操作以保证充分降低高度和平稳着陆。

安全注意事项：

• 必须严格遵守所有的法律法规并确保申请所需的飞行许可。与此同时，要严格禁止未经授权就擅自进入禁飞区。
• 该区域的风险评估是根据具体情况来进行分析，并配备相应的风险解决措施, 设置紧急情况下的备用降落点，并且制定紧急返航计划。

日常保养与维护

• 为了确保无人机安全高效地飞行, 日常维护必不可少。
• 包括对电机的维护和对电池的维护等多种操作。

垂起固定翼无人机日常保养与维护需多方面关注

• 包括但不限于机身清洁和外观检查还应该检测动力系统和检查电池及电子仪器等。

电池的检查

• 电池的正确维护可以延长电池寿命检查电池电线是否断裂以及电池的状况是否良好是检查重点。
• 务必需要注意电池保养的各个细节与事项，以此保障无人机安全稳定运行