《无人机测绘技能训练模块》课件-模块4：无人机操纵技术

无人机操纵技术无人机测绘技术DRONESCONTENTS目录01无人机遥控器02无人机飞行模式03操纵注意事项04操纵技术的训练DRONES无人机遥控器01无人机遥控器无人机的遥控器就是像电视机遥控器、空调遥控器一样可以不用接触到被控设备，而通过一个手持器件，使用无线电与被控设备进行通信，从而达到对设备的控制。遥就是远距离，控就是可以控制设备，器指的就是一个电子器件。无人机遥控器遥控器想到达到与无人机通信的功能需要有两部分配合完成。即：发射器与接收机。遥控器上的控制杆转为无线电波发送给接收机，而接收机通过接收无线电波，读取遥控器上控制杆的读数，并转为数字信号发送到无人机的控制器中。无人机遥控器遥控器想到达到与无人机通信的功能需要有两部分配合完成。即：发射器与接收机。遥控器上的控制杆转为无线电波发送给接收机，而接收机通过接收无线电波，读取遥控器上控制杆的读数，并转为数字信号发送到无人机的控制器中。通道其实就是遥控器可以控制的动作路数。比如遥控器控制四轴无人机上下飞，那么就是1个通道。但是四轴无人机在控制过程中需要控制的动作路数有：上下、左右、前后、旋转，所以最少要4个通道。无人机遥控器通道无人机遥控器无人机遥控器通道无人机遥控器美国手、日本手、中国手的区别就在于通道排列不一样。“中国手”的说法并不像另外两种说法普遍，而且飞手中使用“中国手”的也比较少。关于“美国手”与“日本手”的命名的缘由，其实是沿用了航模领域固定翼的叫法。美国手右边摇杆左边摇杆无人机遥控器向上推，机身向前飞行向下拉，机身向后退向左推，机身向左飞行向右推，机身向右飞行向上推，机身上升向下拉，机身下降向左推，机头向左旋转向右推，机头向右旋转日本手右边摇杆左边摇杆无人机遥控器向上推，机身上升向下拉，机身下降向左推，机身向左飞行向右推，机身向右飞行向上推，机身向前飞行向下拉，机身向后飞行向左推，机头向左旋转向右推，机头向右旋转无人机遥控器第一通道指副翼（Aileron），用来控制和改变机身横滚方向的姿态变化。第二通道指升降（Elevator），用来控制机身前进与后退的。第三通道指油门（Throttle），用来控制发动机或电机转速的。 第四通道指方向舵（Rudder），用于改变机头朝向。无人机遥控器日本手的特点是控制飞行器姿态的两个舵面(升降和副翼)是分别由左手和右手控制，油门控制在右手，方向控制在左手日本手遥控器适合需要大舵量精准控制的飞行情况，比如很多航模比赛队员都喜欢用日本手遥控器。美国手的特点是控制飞行器姿态的两个舵面是统一由右手控制的，油门和方向控制在左手。正常无人机飞行建议使用美国手，因为美国手右手能直接控制飞机的前后左右飞行，比较符合中国人右手的使用习惯，而且正常作业的时候操作也比较简单。美国手还是日本手？DRONES无人机飞行模式02无人机飞行模式适合新手。可定点定位，（使用最频繁的一种模式）。GPS模式01无人机飞行模式NAZA没有装GPS，只能用此模式飞行。使用率一般，不能定点但可以定高。需要修正姿态，适合有一定飞行经验的玩家。姿态模式02无人机飞行模式可以判定飞行器重心是否合适，传说可以救机，或经验丰富高手用于3D飞行，很少人使用。不定点，不自动修正姿态。手动模式031、GPS模式，大疆无人机称“P模式”无人机飞行模式顾名思义，就是无人机使用GPS模块或多方位视觉系统实现精确悬停，指点飞行、规划航线等都需要在该模式下进行。无人机飞行模式GPS信号良好时，无人机可以实现精准定位。GPS信号较差但光照良好时，无人机利用视觉系统实现定位，但悬停精度会变差。GPS信号较差并且光照条件也差的时候，无人机不能实现精确悬停，仅提供姿态增穏，此时相当于姿态模式。1、GPS模式，大疆无人机称“P模式”一般用到手动模式的，都是玩穿越机的老司机，这种模式下，无人机的所有动作包括稳定姿态都需要飞手通过遥控器来控制，新手操作的话，比较危险。PROJECTBACKGROUND无人机飞行模式2、手动模式，大疆无人机默认没有该模式无人机飞行模式3、运动模式，大疆无人机称“S模式”在该模式无人机通过GPS模块或下视视觉系统实现精确悬停，相比于GPS模式，该模式下操作无人机时灵敏度更高，速度更快。该模式主要为满足部分熟练飞手体验竞速而设置。不建议新手尝试。4、姿态模式，大疆称为“A模式”无人机飞行模式在该模式下，不使用GPS模块和视觉系统进行定位，无人机仅提供姿态増稳。实际操作中，无人机会明显的出现漂移，无法悬停，需要飞手通过遥控器来不断修正无人机的位置。姿态模式考验的是飞手对于无人机的操控性。在一些紧急情况下，需要切换姿态模式。无人机飞行模式无人机打杆手势DRONES操纵注意事项03操纵注意事项无人机打杆要求：柔和、轻推、避免打杆过猛、避免带杆等。模拟器是帮助初学者培养正确打舵方向和打舵时机的一种电脑模拟软件。通过模拟器的练习，能够大大节约入门的时间和成本，培养出强烈的条件反射，市场上常用的是凤凰模拟器。炸机航模术语，一般来说，由于操作不当或机器故障等因素导致飞行航模不正常坠地是炸机，但坠地后航模无损伤叫做摔机。摔机后不影响航模内部结构仍可飞行。由于操作不当或机器故障等因素导致飞行航模不正常坠地，但坠地后航模损伤较严重，影响了内部结构，或坠地后航模完全被摔碎分解，导致航模完全无法飞行叫做炸机。操纵注意事项发生炸机的原因分析操纵注意事项松动的电池，不正确的螺旋桨安装都会导致飞行的失败。在飞行前，确保通过转动来确认每个螺旋桨是否安全。还需要正确连接电池到无人机。另一个常见错误是RC天线没有对准。飞行前跳过检查步骤01发生炸机的原因分析操纵注意事项消费级无人机需要连接多颗卫星才能确保精确的飞行。在连接到GPS卫星之前飞行可能使无人机容易发生漂移等情况。等待几秒钟，直到无人机在飞行前锁定至少七颗卫星，才可以继续飞行。定位系统02发生炸机的原因分析操纵注意事项一直将眼睛盯在屏幕上而不是无人机上可能会使您的无人机发生意外，导致造成直接经济损失。定期的关注无人机飞行姿态等才能确保飞行安全。一直盯在屏幕上03发生炸机的原因分析操纵注意事项超视距飞行04大多数消费级无人机的设计目的是为了飞行距离能达到数英里远，但在超视距飞行的无人机比较危险。尽管可以使用应用程序显示无人机的飞行路线，但如果手机在飞行中死机等，那么无人机驾驶员可能很难确定哪个方向是主点，确保将无人机保持在视线范围内。发生炸机的原因分析操纵注意事项电池05大多数消费级无人机都设计为一旦电池电量低时自动飞回原点或应急地点，但紧急着陆时仍然是一种灾难。确保检查电池电量，看它是否拥有充足的电量。发生炸机的原因分析操纵注意事项风06尽管消费级无人机可以承受风力，但迎风飞行会加速电池的消耗，并降低整体飞行性能。如果一架无人机在返航期间由于风力原因而减缓速度，它可能无法返航。发生炸机的原因分析操纵注意事项干扰07被评为飞行里程的无人机只有在几乎没有干扰的情况下才能充分发挥其潜力。无人机很容易在城市或某些地方丢失信号，诸如Wi-Fi等干扰信号，如果发生这种情况，则容易发生碰撞事故。一些无人机设计有可切换的操作频道，因此在起飞前务必检查哪个频道最适合本地区域。发生炸机的原因分析操纵注意事项驾驶员操作失误08即使在最新的无人机上安装了最先进的功能，有时也会因为飞行员错误而发生碰撞。如果无人机飞行员紧张，很有可能会发生错误，所以只需练习飞行并逐渐增加距离直至获得足够的信心。DRONES操纵技术的训练04无人机遥控器在飞行期间实时操纵无人机。对无人机运行负有必不可少责任。驾驶员机长教员负责整个无人机系统运行。负责整个无人机系统安全。机长身份下积累飞行超过100小时。无人机训练机构实践飞行教师。起飞与降落是飞行过程中首要的操作，虽然简单但也不能忽视其重要性。一、起飞与降落练习操纵技术的训练远离无人机，解锁飞控，缓慢推动油门等待无人机起飞，这就是起飞的操作步骤，其中推动油门一定要缓慢，即使已经推动一点距离，电机还没有启动也要慢慢来。这样可以防止由于油门过大而无法控制飞行器。在无人机起飞后，不能保持油门不变，而是无人机到达一定高度，一般离地面约1m后开始降低油门，并不停的调整油门大小，使无人机在一定高度内徘徊。这是因为有时油门稍大无人机上升，有时稍小无人机下降，必须将油门控制才可以让无人机保证飞行的高度。起飞与降落是飞行过程中首要的操作，虽然简单但也不能忽视其重要性。一、起飞与降落练习操纵技术的训练降低油门。使飞行器缓慢的接近地面。离地面约5-10cm处稍稍推动油门，降低下降速度。然后再次降低油门直至无人机触地（触底后不得推动油门）。油门降到最低，锁定飞控。起飞与降落是飞行过程中首要的操作，虽然简单但也不能忽视其重要性。一、起飞与降落练习操纵技术的训练相对于起飞来说，降落是一个更为复杂的过程，需要反复练习。在起飞和降落的操作中还需要注意保证无人机的稳定，飞行器的摆动幅度不可过大，否则降落和起飞时，有打坏螺旋桨的可能。PROJECTBACKGROUND二、升降练习操纵技术的训练简单的升降练习不仅可以锻炼对油门的控制，还可以让初学者学会稳定飞行器的飞行。在练习时注意场地有足够的高度，最好在户外进行操作。上升练习上升过程是无人机螺旋桨转速增加，无人机上升过程。这个主要的操作杆是油门操作杆（美国手左侧摇杆的前后操作杆为油门操作，日本手右侧操作杆的前后为油门操作）。练习上升操作时，假定已经起飞缓缓推动油门，此时无人机会慢慢上升，油门推动越多（不要把油门推动到最高或接近最高），上升速度越大。01操纵技术的训练操纵技术的训练下降时，螺旋桨的转速会降低，无人机会因为缺乏升力开始降低高度。在开始练习下降操作前，确保无人机已经达到了足够的高度，在飞行器已经稳定选停时，开始缓慢的下拉油门。注意，不能将油门拉得太低。在飞行器有较为明显的下降时，停止下拉油门摇杆。这时飞行器还会继续下降。下降练习02操纵技术的训练同时，注意不要让飞行器过于接近地面，在到达一定高度时开始推动油门迫使飞行器下降速度减慢，直至飞行器停止下降。这时会出现上升操作类似的情况，无人机开始上升，这时又要降低油门，保持现有高度，经过反复几次操作后飞行器保持稳定。在这个过程中如果下降的高度太多，或者快要接近地面，但是无人机无法停止下降，需要加快推动油门速度（操控者要自行考量应该要多快）。下降练习02操纵技术的训练但是注意查看飞行器姿态，若过于偏斜，则不可加速推动油门，否则有危险。在这里可以看出无人机的下降不同于上升过程。因为上升时需要螺旋桨的转速提供升力，而且在户外，一般没有上升的限制，而下降则不同，螺旋桨提供的升力成了辅助用力，下降过程主要靠重力作用在下降。所以对于下降来说更加难操作，需要多加练习才有可能很好的掌握。下降练习02PROJECTBACKGROUND三、俯仰练习操纵技术的训练飞行的基本操作。俯仰操作用于无人机的前行和后退操作，保证飞行器正确飞行。俯冲练习俯冲操作时，无人机的头会略微下降，机尾会抬起。应对螺旋桨的转速则是机头两个螺旋桨转速下降，机尾螺旋桨转速提高，随之螺旋桨的提供的力就会与水平面有一定的夹角。这样一来，不仅可以给飞机提供抵消重力的升力，而且提供了前行的力。这时升力也会减小，所以飞行器会降低，可以适当推动油门。01操纵技术的训练操纵技术的训练俯冲练习01操作俯冲的摇杆（是美国手发射机的右侧摇杆，而日本手发射机是左侧摇杆），只要往前推摇杆，无人机就会俯冲向前。同样在俯冲前行时要注意，开始俯冲时要让飞行达到一定高度，对于新手，飞行最好离地一人以上的高度，并且确认无人机前行的“航线”上没有任何障碍物（并确保飞行时不会有障碍物移动到飞行器前方或附近）。操纵技术的训练俯冲练习01飞行时轻推摇杆，飞行器即开始向前飞行。如果摇动杆的幅度越大，飞行器前倾的角度也越大，前行速度越大。但是在推动摇杆的幅度过大时，机头前的螺旋桨可能会过低，导致飞行器前翻，或者直接坠机（有自稳器一般不会出现这个状况，但也不要轻易尝试）。所以在推动摇杆俯冲时，推动幅度不能太大，一般只要无人机开始前行即可停止推动，保持摇杆现在的位置，让无人机继续向前飞行。同样，在飞行时需要使用其他摇杆，来保持飞行方向。操纵技术的训练上仰练习02在拉动过程中，无人机尾部两个螺旋桨会缓减转速，机头两个螺旋桨会加快转速。然后会出现与俯冲操作相类似的现象，只不过无人机会向后退行。所以在练习操作时需要确保无人机后退的线路上没有任何障碍物，包括操作者自己也不要站在无人机后面，以免发生意外。确保一切安全后就可以开始操作练习。缓慢拉下摇杆，使飞行器开始退行时停止拉动摇杆。这时飞行器会继续退行。到退行一段距离后，缓慢推动摇杆直到摇杆恢复到中间位置时停止推动，这时飞行器就会停止退行，上仰练习完成。将摇杆从中间位置向后拉动。PROJECTBACKGROUND四、偏航练习操纵技术的训练用于学习无人机改变航线的练习。在飞行过程中改变航向也是一个非常常用且基本操作。操纵技术的训练左偏航练习01左偏航练习是在无人机前行时，使得飞行器向左偏转的操作（类似于汽车转弯）。在操作偏航操作时，使用到的摇杆是油门摇杆，但是只有左右的方向的才是偏航操作。在左偏航时，摇杆轻轻向左摆动。当摆动以后，无人机的机头会开始偏向，其实飞行器没有使用俯仰操作时，直接摇动偏航，无人机会原地旋转（类似于陀螺），转动方向与摇杆打的幅度有关系，摇杆偏离中心位置越大，转动的速度越快（当然为了不出意外，还是不要尝试偏离太多）。左转弯操纵技术的训练首先需要使用俯仰操作让无人机前行，然后缓慢将油门杆向左打一点。然后停止操作（保持现在的摇杆位置），这时候飞行器已经开始向左转弯。保持摇杆位置大约2-4秒即可将油门杆的左右方向回中，右侧方向摇杆全部回中，这就是“左转弯”操作。两种练习模式（逆时针）旋转操纵技术的训练将油门杆拨动到一侧即可。但是在旋转过程中可能无法保持正确位置（会到处跑），所以在做旋转操作时需要慢慢来。首先，需要将油门杆轻轻拨动下，看到无人机开始有轻微的转动时停止拨动，保持现有位置。两种练习模式（逆时针）旋转操纵技术的训练这时无人机会慢慢开始转动，同时应该注意飞行方式，如果有些控制不住，立刻松开油门杆，让油门自动回中。同时，准备控制方向杆控制飞行器位置。如果发现飞行器在旋转时则需要拨动油杆。操作飞行器旋转一圈后即可算是完成了旋转练习。两种练习模式操纵技术的训练右偏航练习02右偏航练习，同左偏航练习类似，只需要将摇杆向右打，也同样也需要两种练习，即右转弯和旋转。在此提醒读者，右偏航和左偏航练习，来回交替练习更好。悬停是一项比较基本而且微操作较为复杂的一项操作。五、悬停操纵技术的训练保持无人机高度不变，保持飞行不会出现前移后退，保持无人机不会左右摇摆。可以说悬停操作是几个日常操作练习中最为复杂一项。学会悬停，可以很好地进行无人机和发射机的微调。所以在练习时要认真体验这里的操作，为以后的操作打下调试基础。悬停操作要求操纵技术的训练悬停操作，看上去很简单，但是由于飞控的程序自行调整有时有些不准确（原因可能是传感不灵敏，或内嵌程序算法有些不太好，也有可能是发射机的中点没有校准好）。在油门固定，而且动其他摇杆都不动的情况下，无人机有可能会不停地乱飞，当然速度较慢（如果发射机没有校准好的情况下，这样飞行操作比较危险）。说到底，悬停操作需要凭感觉，当然就是需要多练习。悬停的操作步骤也很简单，当无人机达到一定高度时保持无人机高度，并保持不会偏移（其实多少都有变化，只要控制到一定程度即可）。悬停操作要求操纵技术的训练六、直线飞行直线飞行，是一个相对简单的操作，理论上来说，只需要推动方向杆即可，但是实际情况不会这么简单。同样由于飞控传感器和算法的问题，有时候是因为有风的缘故，无人机不会完全按照发射机的操作来完成动作。所以这时需要调整发射机的操作，保证无人机在沿直线飞行，不过需要注意，在俯仰摇杆推动或下拉的幅度过大时候，无人机就有下降的趋势，甚至有时候在幅度过大时直接冲向地面。所以在进行操作时候要注意安全。操纵技术的训练七、曲线飞行曲线飞行就是让无人机沿着一条曲线飞行。可以是Z字型或S字型的路线飞行，这样的飞行方式不单单是为了好玩，而是为了锻炼读者自由操控无人机的方式，类似于“违反常识”的感觉。所以需要反复练习操作方式并感受无人机的飞行规律。操纵技术的训练七、曲线飞行曲线飞行操作，肯定有别于直线