無人機(jī)項目化教程 課件 項目6 無人機(jī)飛行

無人機(jī)項目化教程項目6無人機(jī)飛行項目6無人機(jī)飛行操控?zé)o人機(jī)飛行一直是無人機(jī)愛好者的夢想，當(dāng)然，想讓無人機(jī)飛起來，也沒有那么容易，還需要一些技巧和方法，不同機(jī)型的無人機(jī)飛行方法也不太一樣。對于無人機(jī)初學(xué)者來說，怎么開啟專業(yè)飛行訓(xùn)練呢？什么是姿態(tài)飛行、定點降落呢？項目任務(wù)：對于無人機(jī)初學(xué)者來說，要完成項目內(nèi)容需學(xué)習(xí)以下任務(wù)：項目描述：任務(wù)6.1熟悉無人機(jī)選型基礎(chǔ)知識任務(wù)6.3無人機(jī)飛行訓(xùn)練實踐任務(wù)6.2掌握無人機(jī)飛行方法任務(wù)6.1熟悉無人機(jī)選型基礎(chǔ)知識1）國外知名無人機(jī)企業(yè)

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3DRobotics無人機(jī)廠商1任務(wù)6.1熟悉無人機(jī)選型基礎(chǔ)知識廣州極飛零度智控深圳大疆廣州億航中科遙感

2）國內(nèi)知名無人機(jī)企業(yè)任務(wù)6.1熟悉無人機(jī)選型基礎(chǔ)知識大疆Mavic2Pro無人機(jī)的機(jī)身展開尺寸為322mm×242mm×84mm，最大水平飛行速度為72km/h，支持分辨率為4K、視頻流暢度為30幀/秒的視頻拍攝，如圖6-1所示。圖6-1大疆Mavic2Pro1）Mavic2Pro大疆航拍無人機(jī)2任務(wù)6.1熟悉無人機(jī)選型基礎(chǔ)知識2）MavicAir2大疆MavicAir2無人機(jī)的機(jī)身展開尺寸為183mm×253mm×77mm，最大水平飛行速度為68.4km/h，支持分辨率為4K、視頻流暢度為60幀/秒的視頻拍攝，如圖6-2所示。圖6-2大疆MavicAir2任務(wù)6.1熟悉無人機(jī)選型基礎(chǔ)知識3）DJIMini2大疆DJIMini2無人機(jī)的機(jī)身展開尺寸為159mm×203mm×56mm，最大水平飛行速度為57.6km/h，支持分辨率為4K、視頻流暢度為30幀/秒的視頻拍攝，如圖6-3所示。圖6-3大疆DJIMini2任務(wù)6.1熟悉無人機(jī)選型基礎(chǔ)知識4）曉Spark大疆曉Spark無人機(jī)的機(jī)身展開尺寸為143mm×143mm×55mm，最大水平飛行速度為50km/h，支持分辨率為1080P、視頻流暢度為30幀/秒的視頻拍攝，如圖6-4所示。圖6-4大疆曉Spark任務(wù)6.1熟悉無人機(jī)選型基礎(chǔ)知識1）F450無人機(jī)DIY的F450無人機(jī)常用于無人機(jī)自主飛行練習(xí)，適合無人機(jī)初學(xué)者進(jìn)行操控訓(xùn)練，如圖6-5所示。圖6-5DIY的F450無人機(jī)DIY無人機(jī)3任務(wù)6.1熟悉無人機(jī)選型基礎(chǔ)知識2）ZD550無人機(jī)DIY的ZD550無人機(jī)常用于職業(yè)技能競賽、物流賽項和精準(zhǔn)測控賽項，可載重2KG物品，穩(wěn)定性強(qiáng)，適合專業(yè)級無人機(jī)愛好者，如圖6-6所示。圖6-6DIY的ZD550無人機(jī)任務(wù)6.1熟悉無人機(jī)選型基礎(chǔ)知識3）穿越機(jī)DIY的QAV250無人機(jī)，也稱穿越機(jī)，此機(jī)型常用于競速比賽、娛樂等領(lǐng)域，適合專業(yè)級無人機(jī)愛好者，如圖6-7所示。圖6-7DIY的QAV250穿越機(jī)任務(wù)6.2掌握無人機(jī)飛行方法本書以F450無人機(jī)和大疆MavicAir1無人機(jī)為例，介紹無人機(jī)的飛行方法。分類名稱版本號/型號作用硬件無人機(jī)F450飛行航拍機(jī)MavicAir1航拍遙控器富斯FSi6控制無人機(jī)低電壓報警器（BB響）1-8S檢測無人機(jī)電池電壓電池LI-PO3300mAh25C4S為無人機(jī)提供電源場地?zé)o人機(jī)專業(yè)飛行實驗室/空曠無人機(jī)區(qū)域20m×25m×10m/場地表6-1無人機(jī)飛行場地和硬件清單無人機(jī)飛行場地和硬件清單1任務(wù)6.2掌握無人機(jī)飛行方法1）飛前準(zhǔn)備第一步：安裝槳葉。拿出兩對1045型號的正反槳，將黑帽槳葉裝在CW（順時針）電機(jī)（3號、4號電機(jī)）上，白帽槳葉裝在CCW（逆時針）電機(jī)（1號、2號電機(jī)）上，如圖6-8所示。圖6-8槳葉安裝方式F450無人機(jī)飛行方法2任務(wù)6.2掌握無人機(jī)飛行方法第二步：安裝電池。將電池裝入下層板與上層板中間的空間或者裝在下層板下面，用電池扎帶將電池固定，將電池插頭與無人機(jī)電源插頭連接，為無人機(jī)通電，如圖6-9所示。圖6-9電池的固定與通電任務(wù)6.2掌握無人機(jī)飛行方法2）無人機(jī)解鎖第一步：無人機(jī)開關(guān)解鎖。長按無人機(jī)上的解鎖開關(guān)（按鈕），待指示燈常亮即完成解鎖，如圖6-10所示。圖6-10無人機(jī)開關(guān)解鎖任務(wù)6.2掌握無人機(jī)飛行方法

第二步：無人機(jī)飛控解鎖。將遙控器的兩個搖桿撥成內(nèi)八字形，等待3s，若無人機(jī)電機(jī)慢速轉(zhuǎn)動，則表示解鎖成功；若電機(jī)不轉(zhuǎn)動，則表示解鎖失敗，需要通過數(shù)傳模塊查看解鎖失敗原因，并重新調(diào)試，如圖6-11所示。圖6-11無人機(jī)飛控解鎖任務(wù)6.2掌握無人機(jī)飛行方法Pixhawk的指示燈及蜂鳴器特征如表6-2所示。表6-2Pixhawk指示燈及蜂鳴器定義任務(wù)6.2掌握無人機(jī)飛行方法3）飛行操作方法（1）遙控器類型在無人機(jī)愛好者中，常會聽到有人這么問：“你用的遙控器是美國手、日本手、還是中國手？”這些叫法其實是表示遙控器的遙控方式，遙控器類型如圖6-12所示。

其中，美國手最常用，本書采用美國手遙控器。圖6-12遙控器類型任務(wù)6.2掌握無人機(jī)飛行方法

（2）無人機(jī)飛行姿態(tài)無人機(jī)的飛行姿態(tài)有4種，分別是升降運動、俯仰運動、滾轉(zhuǎn)運動、偏航運動。升降運動：無人機(jī)上升或下降。同時增加或降低1號、2號、3號、4號電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)無人機(jī)的升降運動（上升或下降）。俯仰運動：無人機(jī)前進(jìn)或后退。將1號、3號電機(jī)的轉(zhuǎn)速同時降低或?qū)?號、4號電機(jī)的轉(zhuǎn)速同時提高，無人機(jī)會產(chǎn)生向前上方的力并向前飛行。反之，將1號、3號電機(jī)的轉(zhuǎn)速同時提高或?qū)?號、4號電機(jī)的轉(zhuǎn)速同時降低，無人機(jī)則會產(chǎn)生向后上方的力并向后飛行。任務(wù)6.2掌握無人機(jī)飛行方法滾轉(zhuǎn)運動：無人機(jī)向左或向右傾斜飛行。將2號、3號電機(jī)的轉(zhuǎn)速同時提高或?qū)?號、4號電機(jī)的轉(zhuǎn)速同時降低，無人機(jī)會產(chǎn)生向右側(cè)方的力并向右傾斜飛行。反之，將2號、3號電機(jī)的轉(zhuǎn)速同時降低或?qū)?號、4號電機(jī)的轉(zhuǎn)速同時提高，無人機(jī)會產(chǎn)生向左側(cè)方的力并向左傾斜飛行。偏航運動：無人機(jī)偏離飛行方向。將1號、2號電機(jī)的轉(zhuǎn)速同時降低或?qū)?號、4號電機(jī)的轉(zhuǎn)速同時提高，無人機(jī)逆時針向左偏航。反之，將1號、2號電機(jī)的轉(zhuǎn)速同時提高或?qū)?號、4號電機(jī)的轉(zhuǎn)速同時降低，無人機(jī)順時針向右偏航。任務(wù)6.2掌握無人機(jī)飛行方法（3）遙控器通道遙控器的搖桿分別對應(yīng)遙控器的4個通道，本書采用美國手遙控器，其右手搖桿對應(yīng)第一通道和第二通道，左手搖桿對應(yīng)第三通道和第四通道。第一通道指副翼舵（Aileron）。在多旋翼無人機(jī)中，它用來控制和改變機(jī)身滾轉(zhuǎn)方向的姿態(tài)變化（控制無人機(jī)往左或往右飛行）。第二通道指升降舵（Elevator）。在多旋翼無人機(jī)中，它用來控制機(jī)身前傾或者后翻（控制無人機(jī)前進(jìn)或后退）。第三通道指油門舵（Throttle）。在多旋翼無人機(jī)中，它用來控制發(fā)動機(jī)或電機(jī)轉(zhuǎn)速（控制無人機(jī)上升或下降）。第四通道指方向舵（Rudder）。在多旋翼無人機(jī)中，它用來改變機(jī)頭朝向（控制無人機(jī)水平旋轉(zhuǎn)）。

任務(wù)6.2掌握無人機(jī)飛行方法（4）遙控器的拿握姿勢在無人機(jī)飛行時，遙控器的拿握姿勢也是非常重要的，正確的飛行操控姿勢是食指拖住搖桿，拇指輕輕壓住搖桿，中指和手掌貼著遙控器兩側(cè)，使搖桿處于穩(wěn)定狀態(tài)，在操作過程中，食指和拇指輕輕移動搖桿，切勿幅度太大，如圖6-13所示。

圖6-13遙控器的拿握姿勢任務(wù)6.2掌握無人機(jī)飛行方法4）無人機(jī)鎖定操作第一步，飛行結(jié)束后，待無人機(jī)電機(jī)完全停止轉(zhuǎn)動后，將遙控器左側(cè)搖桿朝左下角撥動，對無人機(jī)進(jìn)行鎖定操作，如圖6-14所示。第二步，無人機(jī)鎖定完成后，先斷開無人機(jī)電池插頭，然后關(guān)閉遙控器開關(guān)，最后卸下電池與槳葉，將無人機(jī)設(shè)備和工具收齊，放回指定位置。注意：無人機(jī)飛行前，先接通遙控器電源，再接通無人機(jī)電源；無人機(jī)結(jié)束飛行時，先關(guān)閉無人機(jī)電源，再關(guān)閉遙控器電源。圖6-14無人機(jī)鎖定操作任務(wù)6.3無人機(jī)飛行訓(xùn)練實踐任務(wù)6.2掌握無人機(jī)飛行方法3.大疆航拍機(jī)飛行方法1）卸下鏡頭保護(hù)罩打開無人機(jī)背包，取出無人機(jī)，卸下無人機(jī)鏡頭保護(hù)罩，如圖6-15所示。圖6-15鏡頭保護(hù)罩任務(wù)6.2掌握無人機(jī)飛行方法2）安裝槳葉第一步：槳葉的區(qū)分。有白色橫杠的槳葉對應(yīng)有白色橫杠的電機(jī)，無橫杠的槳葉對應(yīng)無橫杠的電機(jī)，如圖6-16所示。圖6-16槳葉區(qū)分任務(wù)6.2掌握無人機(jī)飛行方法第二步：槳葉的安裝。往下按壓槳葉，轉(zhuǎn)動槳葉鎖緊即可，如圖6-17所示。圖6-17槳葉安裝任務(wù)6.2掌握無人機(jī)飛行方法3）手機(jī)與遙控器的連接第一步：展開遙控器下面的盒蓋，取下盒蓋中的搖桿，將搖桿安裝到遙控器上，如圖6-18所示。圖6-18遙控安裝任務(wù)6.2掌握無人機(jī)飛行方法第二步：將遙控器的連接線插到手機(jī)上，用遙控器盒蓋卡住無人機(jī)，防止無人機(jī)滑落，如圖6-19所示。圖6-19遙控器與手機(jī)連接任務(wù)6.2掌握無人機(jī)飛行方法4）電池的安裝與開機(jī)第一步：先將電池安裝在無人機(jī)上，然后輕輕按壓電源開關(guān)，查看電池電量，然后長按電源開關(guān)2s，開啟無人機(jī)，然后在遙控器上按開關(guān)按鈕，打開遙控器，如圖6-20所示。圖6-20開啟無人機(jī)與遙控器任務(wù)6.2掌握無人機(jī)飛行方法第二步：下載DJIGO4手機(jī)App軟件，打開App主界面，單擊“開始飛行”按鈕，進(jìn)入飛行界面，如圖6-21所示。圖6-21DJIGO4App界面任務(wù)6.2掌握無人機(jī)飛行方法5）檢查無人機(jī)狀態(tài)與功能（1）App軟件狀態(tài)欄在App飛行界面上方，是無人機(jī)的飛行狀態(tài)欄，包括GPS信號狀態(tài)、避障模塊狀態(tài)、遙控信號狀態(tài)和無人機(jī)電量狀態(tài)。GPS信號為綠色（GPS模式）表示信號正常；避障模塊為紅色表示避障失效、白色表示避障生效；遙控信號滿格且為綠色表示信號強(qiáng)、灰色表示無信號；無人機(jī)電量信號會顯示電量百分比。在以上4個參數(shù)均正常時，無人機(jī)才能起飛，如圖6-22所示。圖6-22App飛行界面狀態(tài)任務(wù)6.2掌握無人機(jī)飛行方法（2）飛行界面App軟件功能按鈕有一鍵起飛與降落、自動返航、模式設(shè)置、輔助飛行功能、拍照與錄像切換、拍攝快門、相機(jī)參數(shù)設(shè)置，如圖6-23所示。圖6-23飛行界面功能任務(wù)6.2掌握無人機(jī)飛行方法（3）遙控器功能遙控器的功能按鈕有自動返航、緊急懸停、運動模式、自定義按鈕，如圖6-24所示。圖6-24遙控器功能任務(wù)6.2掌握無人機(jī)飛行方法6）操控?zé)o人機(jī)與F450無人機(jī)操控方式相同，大疆航拍機(jī)采用內(nèi)八字形解鎖方式，即雙手食指和拇指將兩個搖桿向遙控器中下方位置移動，無人機(jī)解鎖后，推動油門搖桿，即可起飛，無人機(jī)起飛后，便可以操控?zé)o人機(jī)在空中自由飛行了，如圖6-25所示。圖6-25無人機(jī)飛行任務(wù)6.2掌握無人機(jī)飛行方法7）異常提示及應(yīng)對方法（1）IMU校準(zhǔn)提示慣性測量單元（IMU），是無人機(jī)內(nèi)部重要的傳感器，相當(dāng)于無人機(jī)的“小腦”，用來感知無人機(jī)飛行姿態(tài)、加速度和高度的變化情況。當(dāng)無人機(jī)長時間使用或受到碰撞時，可能會出現(xiàn)IMU校準(zhǔn)提示，此時需要校準(zhǔn)傳感器，若校準(zhǔn)失敗，則需要再次校準(zhǔn)，若一直校準(zhǔn)失敗，則需要返廠維修。（2）GPS信號弱提示GPS是無人機(jī)定位和導(dǎo)航系統(tǒng)，幫助無人機(jī)實現(xiàn)定點懸?；蜃詣臃岛健．?dāng)出現(xiàn)GPS信號弱的提示時，很多無人機(jī)愛好者的第一反應(yīng)是讓無人機(jī)往回飛，但是會發(fā)現(xiàn)信號越來越弱，其實是因為無人機(jī)受周圍物體的阻擋，所以才會出現(xiàn)GPS信號弱的情況，正確的做法是使無人機(jī)向上飛，以重新獲取GPS信號。任務(wù)6.2掌握無人機(jī)飛行方法（3）指南針異常提示指南針和GPS協(xié)同工作，用于分辨無人機(jī)在地理坐標(biāo)系的方向，指南針容易受到磁場、金屬的干擾，建議遠(yuǎn)距離飛行時重新校準(zhǔn)指南針。（4）動力飽和提示動力飽和提示是指電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到極限，而且無法獲得更大的升力。在高海拔、大風(fēng)環(huán)境飛行時容易出現(xiàn)動力飽和提示，此時應(yīng)該減速飛行或者盡快降落。任務(wù)6.2掌握無人機(jī)飛行方法（5）電機(jī)過載提示當(dāng)電機(jī)進(jìn)入異物時，異物會阻礙電機(jī)旋轉(zhuǎn)，增加電機(jī)的負(fù)載，導(dǎo)致電機(jī)發(fā)熱。當(dāng)提示電機(jī)過載時，無人機(jī)需要盡快降落，檢查排除電機(jī)異物，若無人機(jī)繼續(xù)提示電機(jī)過載，則需返廠維修。（6）電調(diào)異常提示若無人機(jī)起飛之前出現(xiàn)電調(diào)異常提示，則應(yīng)該取消無人機(jī)飛行，若無人機(jī)飛行過程中出現(xiàn)電調(diào)異常提示，則應(yīng)該盡快降落返廠檢修。任務(wù)6.3無人機(jī)飛行訓(xùn)練實踐對于無人機(jī)初學(xué)者來說，無人機(jī)飛行還是存在一定的危險性的，第一次飛行時最好由專業(yè)級教練現(xiàn)場指導(dǎo)，或使用教練遙控器進(jìn)行輔助控制，以進(jìn)行初級訓(xùn)練和中級訓(xùn)練，對于專業(yè)飛手來說，可采用穿越機(jī)進(jìn)行高級飛行訓(xùn)練。本書主要針對無人機(jī)初學(xué)者進(jìn)行飛行訓(xùn)練設(shè)計，不涉及高級飛行訓(xùn)練。1.飛行環(huán)境要求①請勿在惡劣天氣飛行，如下雨、下雪、大風(fēng)、霧霾天氣等。②飛行時，無人機(jī)需保持在視線范圍內(nèi)，遠(yuǎn)離障礙物、人群、水面、高壓電線等，大量使用鋼筋的建筑物會影響指南針工作，并且會遮擋GPS信號，導(dǎo)致無人機(jī)無法定位，通信基站或發(fā)射塔等也會使遙控器受到信號干擾。③請勿在有飛行限制以及特殊區(qū)域（即禁飛區(qū)）進(jìn)行飛行。任務(wù)6.3無人機(jī)飛行訓(xùn)練實踐對于無人機(jī)初學(xué)者來說，無人機(jī)飛行還是存在一定的危險性的，第一次飛行時最好由專業(yè)級教練現(xiàn)場指導(dǎo)，或使用教練遙控器進(jìn)行輔助控制，以進(jìn)行初級訓(xùn)練和中級訓(xùn)練，對于專業(yè)飛手來說，可采用穿越機(jī)進(jìn)行高級飛行訓(xùn)練。初級訓(xùn)練中級訓(xùn)練高級訓(xùn)練任務(wù)6.3無人機(jī)飛行訓(xùn)練實踐進(jìn)行初級飛行要求指導(dǎo)老師全程在場，學(xué)生只能操控遙控器左手油門搖桿通道，來控制無人機(jī)升降；指導(dǎo)老師負(fù)責(zé)右手搖桿俯仰通道和滾轉(zhuǎn)通道，來調(diào)整無人機(jī)的飛行姿態(tài)。一般情況下不建議進(jìn)行初級飛行時使用左手搖桿的偏航功能，防止無人機(jī)偏航引起的“炸機(jī)”。初級飛行訓(xùn)練任務(wù)2任務(wù)一：F450無人機(jī)起飛降落訓(xùn)練任務(wù)二：F450無人機(jī)水平姿態(tài)訓(xùn)練任務(wù)三：無人機(jī)定點降落訓(xùn)練任務(wù)四：無人機(jī)定高懸停訓(xùn)練任務(wù)6.3無人機(jī)飛行訓(xùn)練實踐任務(wù)6.3無人機(jī)飛行訓(xùn)練實踐

中級飛行訓(xùn)練主要用于競技類比賽，主要考查參賽者的飛行綜合技能，主要競技項目是無人機(jī)障礙賽和無人機(jī)物流賽。無人機(jī)障礙賽無人機(jī)物流賽中級飛行訓(xùn)練3任務(wù)6.3無人機(jī)飛行訓(xùn)練實踐1）穿越障礙訓(xùn)練無人機(jī)障礙賽的競賽過程具有一定的挑戰(zhàn)性，主要考查學(xué)生的操控動手能力和手眼協(xié)調(diào)能力。障礙形狀有圓形、拱形、方形、梯形等；障礙洞口大小根據(jù)比賽機(jī)型而定，一般直徑在60~120cm之間；障礙個數(shù)與順序由競賽規(guī)則設(shè)置，在穿越障礙訓(xùn)練中充分考慮時間、精準(zhǔn)度等因素，能不斷提高飛手的飛行技能，如圖6-26所示。圖6-26無人機(jī)穿越障礙訓(xùn)練任務(wù)6.3無人機(jī)飛行訓(xùn)練實踐2）物流運送訓(xùn)練無人機(jī)物流賽的競賽過程是將不同規(guī)格的“重物”搬運到指定位置，制定飛行路線，完成各種指定動作與任務(wù)，考查參賽者的飛行策略規(guī)劃能力和精細(xì)的操控能力，如圖6-27所示。圖6-27無人機(jī)物流運送訓(xùn)練任務(wù)6.3無人機(jī)飛行訓(xùn)練實踐任務(wù)6.3無人機(jī)飛行訓(xùn)練實踐①飛行前，檢查槳葉是否正確安裝、線路與電池是否捆綁牢固、