大疆P4 RTK無人機(jī)仿地飛行詳細(xì)使用流程

• 時(shí)   間：2021-11-19
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大疆P4 RTK無人機(jī)仿地飛行詳細(xì)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(jī)，面向低空攝影測量應(yīng)用，具備厘米級(jí)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(jī)仿地飛行詳細(xì)使用流程

   隨著科技的發(fā)展及各種*技術(shù)的不斷涌進(jìn)，測繪行業(yè)中，傳統(tǒng)的數(shù)字化測圖已呈現(xiàn)出諸多弊端，而無人機(jī)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(gè)山區(qū)造林項(xiàng)目，其工作內(nèi)容是對(duì)于造林地塊進(jìn)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(jìn)行實(shí)地地形測繪，而后浮現(xiàn)出一系列問題：

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

• 提交給設(shè)計(jì)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(xiǎn)峻，測量人員安全無法得以保障

• 

• 后來擬采用無人機(jī)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(shí)景模型。

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

• 無人機(jī)的選擇

• 此次我們選用的是Phantom 4 RTK無人機(jī)。

• 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(jì)的行業(yè)級(jí)無人機(jī)。相對(duì)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(jī)微秒級(jí)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(jī)仿地飛行是指無人機(jī)依據(jù)航拍測區(qū)的地面起伏而始終保持在恒定的相對(duì)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(jī)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(jī)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(jī)的設(shè)備齊全，按照表單依次核對(duì)，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(jī)的普通2D航測功能對(duì)測區(qū)進(jìn)行航拍，通過專業(yè)處理軟件M3D對(duì)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(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(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(jìn)行航線規(guī)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，沒有地上物（樹、電線、電力塔等）的高程信息，飛行過程中飛機(jī)識(shí)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(huì)自動(dòng)懸停），所以需根據(jù)實(shí)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(jìn)行航線規(guī)劃，航線規(guī)劃時(shí)需根據(jù)測區(qū)矢量數(shù)據(jù)手動(dòng)繪制范圍（軟件在仿地飛行時(shí)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(duì)影像底圖不便，在準(zhǔn)備階段可通過PC端WolfMap軟件進(jìn)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(kuò)原圖斑范圍20m左右，也可以選擇自動(dòng)外擴(kuò)）。

第三步：航飛范圍確定好后，隨即進(jìn)行飛機(jī)和相機(jī)參數(shù)設(shè)置。

（陰天室外光線不充足情況下，進(jìn)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(shí)左右，天氣多云，風(fēng)力3級(jí)，天氣條件良好，作業(yè)人員2名。先校準(zhǔn)指南針，連接熱點(diǎn)，保證RTK的正常運(yùn)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(dá)開啟

• 作業(yè)完成后和失聯(lián)后的執(zhí)行動(dòng)作

待RTK連接成功后，將飛機(jī)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(jī)自動(dòng)起飛和返航的過程了，包括電池電量會(huì)根據(jù)飛機(jī)當(dāng)前距起飛點(diǎn)的距離、當(dāng)前風(fēng)向、風(fēng)速、返航高度自動(dòng)預(yù)留返航電量。

飛行過程中，有以下幾個(gè)小建議：

1)起飛點(diǎn)離測區(qū)的起飛點(diǎn)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(jī)起飛后，可大致計(jì)算降落點(diǎn)，到降落點(diǎn)附近更新返航點(diǎn)，之后等飛機(jī)降落。飛機(jī)會(huì)自動(dòng)根據(jù)返航高度、風(fēng)力、風(fēng)向、飛機(jī)據(jù)返航點(diǎn)距離自動(dòng)實(shí)時(shí)計(jì)算何時(shí)返航，所以返航點(diǎn)選擇越合理，飛機(jī)實(shí)際飛行時(shí)間會(huì)越長；

3)飛機(jī)設(shè)置報(bào)警的低電量值和飛機(jī)返航電量沒關(guān)系，飛機(jī)返航電量不可設(shè)置。希望大疆可以對(duì)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(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，并且飛機(jī)有飛行記錄日志，墜機(jī)原因也容易分析出來；

4)飛機(jī)遙控器宣稱是7公里，可能在大草原上能實(shí)現(xiàn)，在普通的沒有高樓的郊區(qū)，距離2公里的時(shí)候，信號(hào)就已經(jīng)衰減的比較厲害。不過畢竟2公里也已經(jīng)挺遠(yuǎn)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(huì)接近*失聯(lián)，在默認(rèn)設(shè)置下飛行還是會(huì)繼續(xù)進(jìn)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(hào)增強(qiáng)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(shí)會(huì)造成在某些角度正對(duì)太陽飛行的時(shí)候，頻繁提示前方障礙物，調(diào)整云臺(tái)，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(jī)時(shí)先開遙控器電源、再開飛機(jī)電源；關(guān)機(jī)時(shí)則先關(guān)飛機(jī)電源，再關(guān)遙控器電源。避免飛機(jī)失控，遙控器處于關(guān)機(jī)狀態(tài)；

2. 飛機(jī)檢校時(shí)，原則上遙控器和飛機(jī)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(huì)發(fā)生變化，垂直校正通過后，狀態(tài)指示燈會(huì)恢復(fù)正常，垂直校準(zhǔn)時(shí)，飛機(jī)機(jī)頭方向朝下；

3. 不要在飛機(jī)開機(jī)的情況下，插拔SD卡。否則輕則不識(shí)別SD卡，造成飛行后無照片的情況，重則SD卡燒毀，飛機(jī)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(jìn)行內(nèi)業(yè)處理。

大疆P4 RTK無人機(jī)仿地飛行詳細(xì)使用流程