大疆P4 RTK無(wú)人機仿地飛行詳細使用流程

• 時(shí)   間：2021-11-19
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大疆P4 RTK無(wú)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(wú)人機，面向低空攝影測量應用，具備厘米級導航定位系統和高性能成像系統，便攜易用，全面提升航測效率。

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大疆P4 RTK無(wú)人機仿地飛行詳細使用流程

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

      某區縣的一個(gè)山區造林項目，其工作內容是對于造林地塊進(jìn)行邊界確定、地形測量及地上物（高壓電線(xiàn)、水源情況）調查。正趕八月，烈日當空，工作任務(wù)艱巨。此類(lèi)山區勘察工作我們接觸不多，便一如既往的選擇傳統人工勘察方式，即測量人員攜RTK進(jìn)行實(shí)地地形測繪，而后浮現出一系列問(wèn)題：

• GPS信號遮擋嚴重，存在較多不可到達地塊，工作進(jìn)度緩慢，而且外業(yè)采集的數據不理想，對地塊還原度較低

• 提交給設計方和客戶(hù)單位的數據為傳統的CAD格式的地形數據，數據不夠直觀(guān)，不能很好呈現關(guān)聯(lián)地物

• 地勢險峻，測量人員安全無(wú)法得以保障

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• 后來(lái)擬采用無(wú)人機航空攝影測量的手段，通過(guò)內業(yè)分別獲取該區域的正射影像圖（DOM）、地形特征線(xiàn)、三維實(shí)景模型。

• 以該項目為實(shí)例，外業(yè)為主，具體講一下無(wú)人機航攝的流程。

• 無(wú)人機的選擇

• 此次我們選用的是Phantom 4 RTK無(wú)人機。

• 為什么選用Phantom 4 RTK？

Phantom 4 RTK是為高精度建圖與精準飛行設計的行業(yè)級無(wú)人機。相對于Phantom系列其他產(chǎn)品，主要增加了高精度RTK定位導航系統，相機微秒級同步，app航線(xiàn)規劃等功能，能夠獲取高精度POS數據，在山區無(wú)控的情況下，也能滿(mǎn)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(wú)人機仿地飛行是指無(wú)人機依據航拍測區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(guò)設置與已有三維地形數據的固定高度，使飛機與地面目標的高度保持不變。

仿地飛行有哪些優(yōu)勢？

1.能精準根據地形高低起伏自主調整飛行高度，減少設置分層航線(xiàn)；

2.保障影像地面分辨率的一致性，增加一次性通過(guò)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(wú)人機航飛內外業(yè)流程

前期準備：

第一步：外出作業(yè)前，先確認精靈4RTK無(wú)人機的設備齊全，按照表單依次核對，基礎設備如下：

第二步：獲取測區的DSM（數字地表模型）或DEM（數字高程模型），有兩種方式：

1.利用無(wú)人機的普通2D航測功能對測區進(jìn)行航拍，通過(guò)專(zhuān)業(yè)處理軟件M3D對航拍數據處理快速生成tif格式的DSM，導入大疆GSRAPP軟件中執行仿地飛行。此種方法獲取的DSM精度更高，后面的仿地飛行效果會(huì )更好。缺點(diǎn)是消耗電池，一個(gè)地塊飛兩遍增加工作時(shí)間。

2.在LocalSpace Viewr軟件中下載已有的DEM數據，目前該軟件提供的ALOSDEM數據最大分辨率為12.5m，導入大疆GSRAPP軟件中，執行仿地飛行。此種方法較為簡(jiǎn)便，在飛行的前一天就可以提前準備好，然后進(jìn)行航線(xiàn)規劃，為第二天飛行省下了大量工作。缺點(diǎn)是獲取的DEM與DSM相比，沒(méi)有地上物（樹(shù)、電線(xiàn)、電力塔等）的高程信息，飛行過(guò)程中飛機識別不了高壓線(xiàn)、樹(shù)、電力塔等情況（開(kāi)啟避障模式，遇到障礙物會(huì )自動(dòng)懸停），所以需根據實(shí)地地形作出判斷再設置合適的飛行參數。

航線(xiàn)規劃：

第一步：上述我們采用的是第二種方法獲取測區的DEM，獲取的DEM數據文件夾（注意是文件夾）導入到遙控器的DJI文件夾中。然后在遙控器上進(jìn)行航線(xiàn)規劃，航線(xiàn)規劃時(shí)需根據測區矢量數據手動(dòng)繪制范圍（軟件在仿地飛行時(shí)不能直接導入KML文件生成測區，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，在準備階段可通過(guò)PC端WolfMap軟件進(jìn)一步檢查，該軟件中的在線(xiàn)高德影像為無(wú)偏數據，將矢量范圍數據導入WolfMap，便于我們在遙控器中規劃航線(xiàn)。

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，應盡量外擴原圖斑范圍20m左右，也可以選擇自動(dòng)外擴）。

第三步：航飛范圍確定好后，隨即進(jìn)行飛機和相機參數設置。

（陰天室外光線(xiàn)不充足情況下，進(jìn)光量不夠，通過(guò)開(kāi)大光圈、降低快門(mén)速度或者提高ISO等方式調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，現狀雜草灌木居多，地形復雜，人力難以行走，靠人工測量方式工作量巨大 。

作業(yè)當天上午10時(shí)左右，天氣多云，風(fēng)力3級，天氣條件良好，作業(yè)人員2名。先校準指南針，連接熱點(diǎn)，保證RTK的正常運行，之后在A(yíng)PP中依次確認設置如下：

• 遙控器操作手類(lèi)別

• 航飛高度，返航高度

• 避障雷達開(kāi)啟

• 作業(yè)完成后和失聯(lián)后的執行動(dòng)作

待RTK連接成功后，將飛機置于空曠平坦的地面上，確認周邊環(huán)境和頂部環(huán)境安全后調用規劃好的任務(wù)，開(kāi)始執行航飛任務(wù)，接下來(lái)就是飛機自動(dòng)起飛和返航的過(guò)程了，包括電池電量會(huì )根據飛機當前距起飛點(diǎn)的距離、當前風(fēng)向、風(fēng)速、返航高度自動(dòng)預留返航電量。

飛行過(guò)程中，有以下幾個(gè)小建議：

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

2)飛機起飛后，可大致計算降落點(diǎn)，到降落點(diǎn)附近更新返航點(diǎn)，之后等飛機降落。飛機會(huì )自動(dòng)根據返航高度、風(fēng)力、風(fēng)向、飛機據返航點(diǎn)距離自動(dòng)實(shí)時(shí)計算何時(shí)返航，所以返航點(diǎn)選擇越合理，飛機實(shí)際飛行時(shí)間會(huì )越長(cháng)；

3)飛機設置報警的低電量值和飛機返航電量沒(méi)關(guān)系，飛機返航電量不可設置。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(lái)做優(yōu)化。采用這種一刀切自動(dòng)返航的方式，其實(shí)也不太合適，畢竟面向的基本上都是行業(yè)用戶(hù)，并且飛機有飛行記錄日志，墜機原因也容易分析出來(lái)；

4)飛機遙控器宣稱(chēng)是7公里，可能在大草原上能實(shí)現，在普通的沒(méi)有高樓的郊區，距離2公里的時(shí)候，信號就已經(jīng)衰減的比較厲害。不過(guò)畢竟2公里也已經(jīng)挺遠了。在山區有山區略微遮擋的情況下，距離1公里的情況下，也會(huì )接近*失聯(lián)，在默認設置下飛行還是會(huì )繼續進(jìn)行的，不過(guò)總歸是有些擔心。在某寶上面，也有相應的信號增強器，可以做一些嘗試；

5)一定要開(kāi)啟避障，一定要開(kāi)啟避障，一定要開(kāi)啟避障。不過(guò)開(kāi)啟避障功能時(shí)會(huì )造成在某些角度正對太陽(yáng)飛行的時(shí)候，頻繁提示前方障礙物，調整云臺，確認沒(méi)有問(wèn)題，繼續航飛即可；

精靈4RTK的一些良好操作習慣：

1. 開(kāi)機時(shí)先開(kāi)遙控器電源、再開(kāi)飛機電源；關(guān)機時(shí)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(shí)，原則上遙控器和飛機不要靠太近，遙控器可放置在地面，水平旋轉校正通過(guò)后，狀態(tài)指示燈會(huì )發(fā)生變化，垂直校正通過(guò)后，狀態(tài)指示燈會(huì )恢復正常，垂直校準時(shí)，飛機機頭方向朝下；

3. 不要在飛機開(kāi)機的情況下，插拔SD卡。否則輕則不識別SD卡，造成飛行后無(wú)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)閉設備，取出內存卡，配合讀卡器拷貝出航飛的像片數據，規范整理后提交至內業(yè)組進(jìn)行內業(yè)處理。

大疆P4 RTK無(wú)人機仿地飛行詳細使用流程