大疆P4 RTK無人機仿地飛行詳細使用流程

• 時   間：2021-11-19
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大疆P4 RTK無人機仿地飛行詳細使用流程
精靈 Phantom 4 RTK是一款小型多旋翼高精度航測無人機，面向低空攝影測量應(yīng)用，具備厘米級導(dǎo)航定位系統(tǒng)和高性能成像系統(tǒng)，便攜易用，全面提升航測效率。

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大疆P4 RTK無人機仿地飛行詳細使用流程

   隨著科技的發(fā)展及各種*技術(shù)的不斷涌進，測繪行業(yè)中，傳統(tǒng)的數(shù)字化測圖已呈現(xiàn)出諸多弊端，而無人機航空攝影測量發(fā)展越來越成熟，技術(shù)要求也逐漸提高，最近幾年在林業(yè)勘察中得到廣泛應(yīng)用。

      某區(qū)縣的一個山區(qū)造林項目，其工作內(nèi)容是對于造林地塊進行邊界確定、地形測量及地上物（高壓電線、水源情況）調(diào)查。正趕八月，烈日當(dāng)空，工作任務(wù)艱巨。此類山區(qū)勘察工作我們接觸不多，便一如既往的選擇傳統(tǒng)人工勘察方式，即測量人員攜RTK進行實地地形測繪，而后浮現(xiàn)出一系列問題：

• GPS信號遮擋嚴(yán)重，存在較多不可到達地塊，工作進度緩慢，而且外業(yè)采集的數(shù)據(jù)不理想，對地塊還原度較低

• 提交給設(shè)計方和客戶單位的數(shù)據(jù)為傳統(tǒng)的CAD格式的地形數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)不夠直觀，不能很好呈現(xiàn)關(guān)聯(lián)地物

• 地勢險峻，測量人員安全無法得以保障

• 

• 后來擬采用無人機航空攝影測量的手段，通過內(nèi)業(yè)分別獲取該區(qū)域的正射影像圖（DOM）、地形特征線、三維實景模型。

• 以該項目為實例，外業(yè)為主，具體講一下無人機航攝的流程。

• 無人機的選擇

• 此次我們選用的是Phantom 4 RTK無人機。

• 為什么選用Phantom 4 RTK？

Phantom 4 RTK是為高精度建圖與精準(zhǔn)飛行設(shè)計的行業(yè)級無人機。相對于Phantom系列其他產(chǎn)品，主要增加了高精度RTK定位導(dǎo)航系統(tǒng)，相機微秒級同步，app航線規(guī)劃等功能，能夠獲取高精度POS數(shù)據(jù)，在山區(qū)無控的情況下，也能滿足大比例尺（1：500）地形圖測繪要求。

此次我們選擇的飛行方式是仿地飛行。

什么是仿地飛行？

無人機仿地飛行是指無人機依據(jù)航拍測區(qū)的地面起伏而始終保持在恒定的相對高度上飛行，在航測作業(yè)中，通過設(shè)置與已有三維地形數(shù)據(jù)的固定高度，使飛機與地面目標(biāo)的高度保持不變。

仿地飛行有哪些優(yōu)勢？

1.能精準(zhǔn)根據(jù)地形高低起伏自主調(diào)整飛行高度，減少設(shè)置分層航線；

2.保障影像地面分辨率的一致性，增加一次性通過空三加密工作的可靠性；

3.各成果精度比普通2D航攝有明顯提高。

無人機航飛內(nèi)外業(yè)流程

前期準(zhǔn)備：

第一步：外出作業(yè)前，先確認(rèn)精靈4RTK無人機的設(shè)備齊全，按照表單依次核對，基礎(chǔ)設(shè)備如下：

第二步：獲取測區(qū)的DSM（數(shù)字地表模型）或DEM（數(shù)字高程模型），有兩種方式：

1.利用無人機的普通2D航測功能對測區(qū)進行航拍，通過專業(yè)處理軟件M3D對航拍數(shù)據(jù)處理快速生成tif格式的DSM，導(dǎo)入大疆GSRAPP軟件中執(zhí)行仿地飛行。此種方法獲取的DSM精度更高，后面的仿地飛行效果會更好。缺點是消耗電池，一個地塊飛兩遍增加工作時間。

2.在LocalSpace Viewr軟件中下載已有的DEM數(shù)據(jù)，目前該軟件提供的ALOSDEM數(shù)據(jù)最大分辨率為12.5m，導(dǎo)入大疆GSRAPP軟件中，執(zhí)行仿地飛行。此種方法較為簡便，在飛行的前一天就可以提前準(zhǔn)備好，然后進行航線規(guī)劃，為第二天飛行省下了大量工作。缺點是獲取的DEM與DSM相比，沒有地上物（樹、電線、電力塔等）的高程信息，飛行過程中飛機識別不了高壓線、樹、電力塔等情況（開啟避障模式，遇到障礙物會自動懸停），所以需根據(jù)實地地形作出判斷再設(shè)置合適的飛行參數(shù)。

航線規(guī)劃：

第一步：上述我們采用的是第二種方法獲取測區(qū)的DEM，獲取的DEM數(shù)據(jù)文件夾（注意是文件夾）導(dǎo)入到遙控器的DJI文件夾中。然后在遙控器上進行航線規(guī)劃，航線規(guī)劃時需根據(jù)測區(qū)矢量數(shù)據(jù)手動繪制范圍（軟件在仿地飛行時不能直接導(dǎo)入KML文件生成測區(qū)，也是Phantom 4 RTK美中不足之處）。

如在遙控器下核對影像底圖不便，在準(zhǔn)備階段可通過PC端WolfMap軟件進一步檢查，該軟件中的在線高德影像為無偏數(shù)據(jù)，將矢量范圍數(shù)據(jù)導(dǎo)入WolfMap，便于我們在遙控器中規(guī)劃航線。

第二步：按照地塊小班的范圍，在遙控器上手繪航飛范圍（確保影像的完整性，應(yīng)盡量外擴原圖斑范圍20m左右，也可以選擇自動外擴）。

第三步：航飛范圍確定好后，隨即進行飛機和相機參數(shù)設(shè)置。

（陰天室外光線不充足情況下，進光量不夠，通過開大光圈、降低快門速度或者提高ISO等方式調(diào)整照片亮度直至合適）

外業(yè)航飛：

我們選擇一處較典型的地塊，地塊面積約180畝，可以看出，現(xiàn)狀雜草灌木居多，地形復(fù)雜，人力難以行走，靠人工測量方式工作量巨大 。

作業(yè)當(dāng)天上午10時左右，天氣多云，風(fēng)力3級，天氣條件良好，作業(yè)人員2名。先校準(zhǔn)指南針，連接熱點，保證RTK的正常運行，之后在APP中依次確認(rèn)設(shè)置如下：

• 遙控器操作手類別

• 航飛高度，返航高度

• 避障雷達開啟

• 作業(yè)完成后和失聯(lián)后的執(zhí)行動作

待RTK連接成功后，將飛機置于空曠平坦的地面上，確認(rèn)周邊環(huán)境和頂部環(huán)境安全后調(diào)用規(guī)劃好的任務(wù)，開始執(zhí)行航飛任務(wù)，接下來就是飛機自動起飛和返航的過程了，包括電池電量會根據(jù)飛機當(dāng)前距起飛點的距離、當(dāng)前風(fēng)向、風(fēng)速、返航高度自動預(yù)留返航電量。

飛行過程中，有以下幾個小建議：

1)起飛點離測區(qū)的起飛點越近越好，有利于節(jié)約電量，能多飛一些，積少成多，但是也要根據(jù)交通情況合理選擇；

2)飛機起飛后，可大致計算降落點，到降落點附近更新返航點，之后等飛機降落。飛機會自動根據(jù)返航高度、風(fēng)力、風(fēng)向、飛機據(jù)返航點距離自動實時計算何時返航，所以返航點選擇越合理，飛機實際飛行時間會越長；

3)飛機設(shè)置報警的低電量值和飛機返航電量沒關(guān)系，飛機返航電量不可設(shè)置。希望大疆可以對這里做一些優(yōu)化，可參考GS Pro的返航策略來做優(yōu)化。采用這種一刀切自動返航的方式，其實也不太合適，畢竟面向的基本上都是行業(yè)用戶，并且飛機有飛行記錄日志，墜機原因也容易分析出來；

4)飛機遙控器宣稱是7公里，可能在大草原上能實現(xiàn)，在普通的沒有高樓的郊區(qū)，距離2公里的時候，信號就已經(jīng)衰減的比較厲害。不過畢竟2公里也已經(jīng)挺遠了。在山區(qū)有山區(qū)略微遮擋的情況下，距離1公里的情況下，也會接近*失聯(lián)，在默認(rèn)設(shè)置下飛行還是會繼續(xù)進行的，不過總歸是有些擔(dān)心。在某寶上面，也有相應(yīng)的信號增強器，可以做一些嘗試；

5)一定要開啟避障，一定要開啟避障，一定要開啟避障。不過開啟避障功能時會造成在某些角度正對太陽飛行的時候，頻繁提示前方障礙物，調(diào)整云臺，確認(rèn)沒有問題，繼續(xù)航飛即可；

精靈4RTK的一些良好操作習(xí)慣：

1. 開機時先開遙控器電源、再開飛機電源；關(guān)機時則先關(guān)飛機電源，再關(guān)遙控器電源。避免飛機失控，遙控器處于關(guān)機狀態(tài)；

2. 飛機檢校時，原則上遙控器和飛機不要靠太近，遙控器可放置在地面，水平旋轉(zhuǎn)校正通過后，狀態(tài)指示燈會發(fā)生變化，垂直校正通過后，狀態(tài)指示燈會恢復(fù)正常，垂直校準(zhǔn)時，飛機機頭方向朝下；

3. 不要在飛機開機的情況下，插拔SD卡。否則輕則不識別SD卡，造成飛行后無照片的情況，重則SD卡燒毀，飛機插卡器部分燒毀。

飛行完成后，關(guān)閉設(shè)備，取出內(nèi)存卡，配合讀卡器拷貝出航飛的像片數(shù)據(jù)，規(guī)范整理后提交至內(nèi)業(yè)組進行內(nèi)業(yè)處理。

大疆P4 RTK無人機仿地飛行詳細使用流程