大疆机场电网应用白皮书 2023

一.白皮书概述 3二.关键名词解释 4 6 62.设备准备 3.其他物料准备 四.机场勘察与选址 91.选址的关键因素 92.机场选址 五.机场基础调试 2.机场基础测试 3.云管理平台调试 六.机场功能测试 2.备降点测试 243.备用电源测试 244.RTK标定精度测试 255.充电测试 26七.航线规划与执行 28 282.巡检航线任务执行 34八.系统对接调试 1.大疆机场内网接入链路图 412.大疆机场通讯传输方式介绍 413.开发顺序建议 43 46 46 47 49-4-02关键名词解释信号遮挡：对于机场应用，信号遮挡主要考虑两部分。分别为无人机与机场之间的图传信号遮大疆司空2：大疆司空2是大疆推出的一站式无人机任务管理云平台。通过大疆司空2，用户可以编辑航线，下发巡检任务，远程管理大疆机场等。本指导书所用的机场管理软件均以大疆司空2进行教学示意。若用户使用自行开发的管理平台，界面可能略有差异，但机场管理的功能模块应大致相同安装调试：大疆机场在正式使用前需要进行相关调试工作。调试包含基础测试及基于电力应用需求的功能测试。急停开关：大疆机场上有两个红色的急停按钮，在进行设备检修和调试时，可以按下任意一个急停按钮使机场停止运行，确保人身安全。按下急停按钮时，机场将无法执行飞行任务。法为：先短按一次遥控器左上角飞行控制权按键，再短按一次遥控器右上角橙色急停按机场RTK模块：大疆机场内置RTK模块，可为机场无人机提供厘米级定位精度（类似大疆D-手动输入两种方法）。路继续为无人机提供厘米级定位能力。在环境遮挡的环境下，推荐使用4G增强图测试用途：本指导书基于测试用途和正式部署两种方式分别提供建议。测试用途主要目的为验证大疆机场功能特性，在设备演示、正式部署前，可按照测试用途相关建议进行。-5-正式部署：本指导书基于测试用途和正式部署两种方式分别提供建议。正式部署主要目的为大疆机场正式投入巡检工作使用，在正式部署前，请确保完成相关功能测试工作。相机无损放大：经纬M30系列机场版集成广角和变焦两个可见光相机。在变焦倍数为1-5倍时，采用广角相机。5-200倍时，采用变焦相机。需要注意的是并非所有变焦倍数均为光学变焦无损放大。在1-5倍时，放大倍数均采用广角相机的数码放大功能。在5-16倍时，采用变焦相机的光学无损放大功能。在16倍以上时，采用变焦相机数码放大功能。基于上述特性，电力巡检工作变焦范围推荐采用1倍和5-16倍两个变焦区间，以便于最大提升拍摄质量。大疆机场通信：大疆机场通信包含机场与无人机和机场与管理平台两类。通信方式包含4G，大疆图传，有线网络等，详细说明请参考附录3。-6-03准备工作无论是机场正式部署还是测试用途，请务必做好以下三类准备工作，并严格遵守安全概要，以避免造成人员伤害和财产损失。请确保已经充分了解机场各个模块及用途，相关说明见附录1手动液压搬运叉车（地牛）2.5mm2三芯户外护套线缆电缆线盘(≥30米）12mm钻头安装物料（螺栓、胶带等）检查大疆机场和配套无人机版本信息，确认配置遥控器版本号信息均为最新配套版本，否则将影响使用。v06.00.06.00v01.01.03.00v01.02.03.54vDJIAssistant2（Enterprv2.1.7*截止2023.01.13版本，DJI将不定期更新版本，请登录/cn/dock/downloads，查看“大疆机场-发布记录”检查最新版本信息。3.其他物料准备-8-超五类网线(≥10米）*DJICellular模块，用户也可选用带有RJ45接口的4G路由器设备（如：B311B-853移动路由器若演示测试使用，推荐携带装有4G上网卡的DJICellular模块或4G路由器，以确保可随时接入网络。正式部署时，优先采用有线网络以便于提高网络稳定性。小技巧：在演示测试前，为提高效率，建议提前将10A三线插头安装好并与机场市电输入模块连接。到达现场后，将插座接入现场电源即可工作。具体安装及部署方法请参考：机场安装指导-9-04机场勘察与选址同其他大疆无人机设备一样，大疆机场与配套的经纬M30系列机场版同样采用OcuSync行业版图传或4G增强图传功能。因此需考虑部署环境的遮挡情况以保证图传有效距离。若考虑采用4G增强图传功能，当地4G网络覆盖也要进行信号测试。此外大疆机场内置集成RTK模块，无人机运行也需要RTK连接，故部署位置需要选择卫星定位良好的地区，以确保RTK模块能获取准确的坐标。顶、变电站等位置。大疆机场采用全向天线设计，模块位于舱盖四个角落位置。需确保无人机飞行方向尽可能保持空旷，若无人机周围存在遮挡，可以考虑通过钢架/水泥垫高机场高度或者更换部署位置等方式。（大疆机场天线）注意：屋顶是推荐的部署位置之一，但需要注意部分屋顶存在水泥围墙，会对信号产生遮挡。假设无人机在巡检杆塔需要降低高度拍摄塔基等位置时，该类遮挡就可能影响图传距离。故可以考虑采用钢架架高的形式提高机场位置高度，改善信号遮挡。2)RTK信号收敛大疆机场内置RTK模块，即采用物理RTK移动站提供厘米级定位精度。因此RTK信号质量对机场能否正常工作至关重要，选址时，需保证地面高度角20°范围内无明显信号遮挡物。可通过如下公式计算机场距离遮挡的最小距离：d≥h/tan20°°=2.75h（其中d为机场距离遮挡物之间的最小距离，h为遮挡物高度）。（该环境周围高楼林立，不利于RTK搜星定位，故即使部署在屋顶也不合适）3)4G网络覆盖大疆机场支持4G增强图传功能，若用户部署的机场计划使用该功能，则需要考虑周围4G网络信号覆盖情况。传统4G运营商天线朝向以给地面提供服务为主，因此，无人机使用时需要注意飞行高度。通常情况下，无人机相对地面高度120米内可以接收到4G网络信号。建议用户基于实际环境进行测试，评估信号覆盖强度和效果，以及不同运营商在飞行区域内的信号覆盖情况。注意：RTK功能可通过4G增强图传链路给无人机提供厘米级实时差分定位功能，对于环境复杂、又想保证定位精度的场景，建议开启4G增强图传功能。4)供电供网大疆机场输入电压范围支持100至240VAC，一般市电可满足。演示测试时，可以通过电缆线盘供电。正式部署时则要充分考虑供电环境，确保机场稳定供电。对于机场网络，正式环境推荐10M以上有线宽带。因电力巡检通常拍摄大量照片，建议配置更高带宽的网络，网速越2.机场选址本指导手册基于电力应用场景，提供两种选址规划思路参考，还请结合实际场景情况（如：风速、天气、温度等）进行调整。在选址阶段，可考虑使用手飞版本行拉距、巡检电量等模拟测试。1)场景1：以基于长距离巡检需求场景为主典型场景举例：某地市有总计1000公里的输电线路，线路区域每天施工较多，为有效进行线路防外破工作，确保涉电安全，需要每天用无人机对区域进行巡检工作。场景特点：该类场景巡检类型单一，需要无人机单架次尽可能飞行更远距离，完成有效覆盖。机场选址建议：因巡检任务单一，该类场景重点确保覆盖半径范围，对于通道巡检等单一目标场景，无人机通常无需悬停，因此最大飞行时间基本可以满足该类场景需求，故选址时可以尽可能考虑到无人机最大作业半径，以便于提高效率。对于平原等地势起伏较小的地方，作业半径可以按照5~7公里进行规划。对于海拔起伏较大地区，由于无人机上升或下降将会消耗更多飞行时间，故建议适当缩减作业半径至5公里左右，以确保有效覆盖。（根据线路分布，以有效作业半径规划机场部署位置及覆盖情况（示意图2)场景2：以多目标、多类型巡检需求场景为主典型场景举例：为充分使用机场进行巡检作业，某地市计划采用网格化巡检模式，即在无人机有效作业半径内，覆盖范围内的所有输电、变电、配电等巡检目标。场景特点：该类场景巡检目标多，类型相对复杂，需要无人机高频次作业，以确保按要求完成所有巡检任务。机场选址建议：网格化巡检范围内，通常有足够的巡检目标。该类场景通常受限于无人机飞行时间，而不是飞行距离。因此在选址时需要综合考虑作业频次和目标数量。在前期实验中，实际测试某距机场4公里远的500kV双回耐张塔（鼓型按照标准拍摄要求完成巡检，总计耗时业半径控制在3-5公里范围。（网格化应用，跨专业网络，承担多种巡检任务）05机场基础调试机场调试主要包含以硬件本身为主的调试工作，在按照大疆标准部署要求完成设备通电通网上线后，需要调试确认机场本身的定位准确度、拍照准确度、远程监控等基础工作。通过本章节，用户可以熟悉并掌握大疆机场管理平台基础设置，以及机场基本操作。在测试无人机执行任务前，请确认已完成以下检查措施。部署完毕后，可以在遥控器机场本地调试界面查看以下三项机场状态，以确保符合要求。若其中有任意一项状态不满足，需按照部署教程，重新检查调整。（千兆/百兆网口）2.机场基础测试三项机场状态查看完毕后，用户应继续使用遥控器调试机场进行基础测试，为起飞测试做最后准备，基础测试包含舱盖开合，推杆开关，机场电池充电及无人机开关机测试。上述所有功能均可通过遥控器（如下图）页面进行调试，详细调试检查清单及顺序可参考下表。3.云管理平台调试如下图所示，设备上线后在大疆司空2左侧面板选中对应机场，点击，打开设备小窗，单击“操作”按钮可远程查看机场状态信息。打开远程调试，可远程进行机场开关舱盖、设备重启等操作，用户可逐项点击测试，观察机场和无人机是否响应对应指令。在信息详情设置里，需要确认“运行模式和待命。计划模式适合规律作业场景，作业前完成电池充电，可有效提升电池寿命。待命模式适合应急作业场景，24小时保持电池高电位（最大可充至90%电量）。信息详情中的其他设置用户可参考下表进行调试设置。06机场功能测试完成基础调试后，机场已经具备了飞行的条件，本章节基于实际验证，提供了一些基于电力场景需求的功能测试方法，并总结了相关建议技巧。用户按照顺序完成全部功能测试后，可有效保障电力巡检作业稳定。整体功能测试包含以下五类，可有效评估机场性能，即以及判断选址判断选址是否满足当前环境和目标任务需要。若用户仅为演示用途，也可通过测试下述五项内容，以较好的展示和评估大疆机场效果。注意：在做功能测试时，请确保遥控器已对频到B控，以便于紧急状态时可用遥控器抢夺控制小建议：在开始机场功能测试前，建议将机场主电源和备用电源完全断电，待2分钟后再次上电，进行后续功能测试工作。a)测试目的：通过下发一条简单的起飞航线，可以快速测试机场从下发作业到结束作业的全工作流程。b)测试步骤：iii.点击“添加航点”图标后可以在区域内添加无人机飞行航线，通过点击屏幕中的地图，添加任意三个航点，确保三个航点都在机场附近。iv.若三个航点相距过远，可以选中其中一个航点，按住鼠标左键，将其移动至机场附近。完成航点设置后，在左侧选择设置起飞点，并点击机场为起飞点。最终航线形态可参考下图。v.下图左侧为航线全局设置，需要检查对应的航线设置以保证安全。请务必检查以下几个参数，其余参数可保持默认不变。确认完毕后，点击左上角保存按钮保存航线。-20-设置为“相对起飞点高度”vi.返回司空2主界面。点击大疆司空2屏幕左侧的计划库图标。vii.点击上方的“新建计划”，可以创建机场执行任务，此处以立即执行的航线进行测试。viii.点击新建计划后，左侧编辑计划名称为“起飞降落测试”。ix.设置好计划名称后，接下来需要选择无人机机场执行的航线任务。在执行航线选项中，点击线任务名称即可。-22-x.选择航线后，接来下选择执行设备，点击“选择设备”，单击选择需要执行的机场即可。xi.选择设备后，最后检查任务策略和失控动作。任务策略选择“立即”，失控动作选择xii.下发任务后，可以点击团队图标返回主页面，点击打开设备详情后可查看机场监控或无人机实时画面信息。-23-c)测试过程重点观察内容：正常状态下，无人机应按照航线轨迹，完整执行一次起飞和降落工作任务。在此过程中，可重点关注以下内容。无人机可飞行到预设的50米高度若执行过程有有任何异常，请优先检查网络状态和RTK定位状态；异常情况可以尝试重启机场，若重启仍无法解决问题，请联系大疆售后人员获取帮助。-24-2.备降点测试a)测试目的：检查机场在紧急情况或完全断电状态时，无人机能否准确前往指定备降点。b)测试步骤：观察无人机是否前往备降点降落。c)测试过程重点观察内容：设置或设置位置是否准确，必要时按照部署教程，重新调整备降点位置和备降转移高度。3.备用电源测试a)测试目的：检查在主电源断开的情况下，设备是否仍保持在线，且正在飞行的无人机可以安全返航。b)测试步骤：常返航并正常关闭舱盖。iii.在仅保留备用电源的状态下，在大疆司空2上查看机场设备是否在线。c)测试过程重点观察内容：盖均可正常关闭。大疆司空2上可显示设备在线及状态信息。-25-a)测试目的：通过对比拍照结果，本项测试可确认机场RTK标定精度。在做本测试项目时，为提高效率及保障安全，请不要使用过往的杆塔巡检航线，务必按照下述步骤，重新录制任务。b)测试步骤：（航线录制时关闭精准复拍）iii.使用遥控器控制无人机起飞，可在机场附近寻找几个目标物进行拍摄。目标物距离无人机在5米左右（模拟巡检时的拍摄距离目标位置处于画面中央，不要过远或（录制航线可选择空调室外机等易识别目标，用于后续验证拍摄精度）-26-iv.重新执行刚才所录制的航线，复飞完成后检查复飞拍摄的目标是否在画面中心位置，并与原始照片比对。若照片满足要求，则可证明无人机采集的航线精度符合规范。c)测试过程重点观察内容：定机场RTK和录制航线均使用同样的网络RTK服务提供商。若机场拍摄照片位置与原始照片则需确认拍摄目标是否距离无人机过近，请确保按照对比照片通常呈现同一垂直方向的偏移。对于此类问题，可重手动调整高程位置，调整建议在10cm左右，调整完毕后重新执行航线并对比照片，按照该方法调试，通常3次内就可完成高程误差校准。a)测试目的：通过该项测试，可评估电池充电速度。此外，无人机实际工作时电池温度会升高，过高的温度会暂停充电状态。通过模拟作业，本项测试也可评估无人机从降落至开始充电时所需等待的散热时间。通过记录所在地区环境的充电表现，有助于后期规划更高效率的任务间隔。-27-b)测试步骤：间设置为当前时间向后延3小时。该操作可确保3小时内无人机降落都会开启100%充电模式。”c)测试过程重点观察内容：-28-07航线规划与执行完成所有前期准备和测试验证工作后，本章节将说明如何使用大疆机场生成航线和下发电力巡检相关任务。在航线生成部分，主要教学如何生成大疆机场可执行的航线文件，包含新生成文件及老航线转换导入部分。下发电力巡检任务包含任务计划设置、执行策略建议等部分，为电力巡检用户提供一种较为高效的解决方案思路。本章节需要准备的产品.经纬M30系列无人机（包含配套的电池，遥控器等也可使用机场里的无人机.网络RTK服务账号（需与标定机场RTK时使用相同的供应商）.大疆司空2.一台高性能电脑（建议带独立显卡）生成航线文件有三种方式，分别为：通过Pilot2App在线任务录制功能手动采集航线，通过航线编辑器基于模型生成航线，通过过往老航线导入。a)通过在线任务录制生成新航线（详细教程可参考精准复拍2.0教程）i.在遥控器中点击航线，选择航点飞行，创建在线任务录制任务（选中开启精准复拍）。-29-ii.确认网络RTK已连接后手动操控无人机，按手动巡检方式，依次拍摄巡检目标位置，录制航线。推荐先在起飞点正上方录制出发点，再进入巡检区域。iii.考虑到机场无人值守作业特性，推荐使用变焦相机并与杆塔保持相对安全距离，若使用变焦相机，则变焦倍数应控制在5-16x范围，以保证采用无损放大拍照，提高拍照质量。拍照时，应将巡检目标放入目标物预选框以实现精准复拍功能。-30-vi.完成后，可直接通过遥控器将航线上传至大疆司空2（需登陆对应组织的账号）或通过遥控器导出航线KMZ文件，后续手动导入云管理平台。b)通过航线编辑器基于模型生成航线：i.该小节采用大疆司空2航线编辑器进行教学，您也可以使用大疆智图精细化巡检功能生成巡检航线并手动导入云管理平台（大疆智图版本需不低于3.6.0）。ii.在航线编辑开始前，请先确保所需规划的模型（杆塔线路、变电站等）已经导入至大疆司空2中并加载到项目中（模型库导入操作可参考大疆司空2用户手册第22页“模型库”章节，推荐导入通过大疆智图生成的模型成果）。iii.点击大疆司空2创建航线任务，进入航线编辑界面后左侧会显示许多全局参数设置供用户调整，这里用户可参考下方表格以便于检查每个参数设置是否正确。负载设置（照片存储类型）基于现场环境，建议不低于40米箭头所示的添加航点图标以激活打点模式，激活状态下，图标会有蓝框提示。v.在模型3D浏览视角下，鼠标点击模型上选择的点，其实是航点在垂直方向上的投影位置，会根据航高自动得出航点在空中的位置。若调整高度，则可按住ALT上下拖拽以改变。选择待编辑的航点，并点击航点上方的图标，进入第一视角模式。-32-vii.通过操作鼠标滚轮缩放整体页面，按住左键拖动可旋转模型视角。在页面下方飞行器与云台姿态球中，可以切换云台与无人机的yaw锁定/自由模式。此处推荐使用锁定模式（默认）以避免拍摄到无人机机臂从而影响成像质量。在页面中间WIDE框代表无人机广角相机的视场，右上角ZOOM框代表变焦相机的视场。通过调整ZOOM框左侧的变焦标尺，可以放大变焦镜头画面。经纬M30系列光学变焦范围为5-16倍，因此变焦范围建议设置在此区间内以保证最佳效果。-33-viii.在调整完角度、放大倍数等参数后。用户可以编辑修改右上方的照片命名。恰当的命名可以在后期照片整理时更容易归纳分类拍摄的目标。此外，照片命名上方还有照片存储类型供选择，对于需要拍摄设备全景时（即广角照片用户可以按需选择要保存的照片类型。注意，请避免全部选择，以免占用额外的照片存储空间和整理规划时间。ix.完成当前航点所有拍照动作设置后，记得点击页面左上角保存图标，再退出第一视角航线模式。退出第一视角模式后，在航线整体预览下，可以看到当前航点所有拍照的黄色锥形视角预骤，直到完成所有的航线点位规划工作，并保存航线任务。c)通过转换过往航线至大疆机场使用：ii.将过往航线通过TypeC线或MicroSD卡导入至遥控器中。在遥控器里点击航线，选择iii.打开刚导入的航线，选择编辑，在屏幕右侧将机型切换为经纬M30或M30T。编辑完成-34-iv.完成后，可直接通过遥控器将航线上传至大疆司空2（需登陆对应组织的账号）或通过遥控器导出航线KMZ文件，后续手动导入云管理平台。注意：该方法无法保证适合所有旧航线转换。此外，考虑到不同无人机尺寸有差异且传统自主飞行航线和机场无人值守航线规划逻辑也有一定不同，故该方法存在一定安全隐患。在前期测试中，旧精灵4RTK和御2行业进阶版航线可导入并执行。请用户务必验证航线安全后，再做实际工作使用。2.巡检航线任务执行航线执行在策略上分为立即、单次定时和重复定时三种方式。三种策略操作上相似，请按照实际巡检计划要求，定制合理的策略。单次定时：设置一个单次定时任务，在指定日期和指定时间时执行对应的航线任务。-35-（单次定时可预设日期和时间）重复定时：在单次定时的基础上，可以创建重复定时任务，重复定时任务支持选择执行时段、时间、重复频率和重复规则。用户可以基于月、周、天等灵活设置，满足各种复杂计划任务需求。（重复定时可设置多种执行规则）详细操作方法：i.点击大疆司空2屏幕左侧的计划库图标白-36-塔巡检”线任务名称即可。-37-多台机场，则需注意选择对应执行航线的机场设备。执行是指当任务执行过程中出现信号断联情况时，无人机仍可沿航线继续飞行。大疆机场支持RTK精度保持功能，在图传断联10分钟内，仍可保持RTK定位精度。在电力巡检实际工作于RTK精度保持功能，这类情况可继续执行航线，无需触发返航操作。-38-vii.下发任务后，可以点击团队图标返回主页面，点击打开设备详情控或无人机实时画面信息。-39-行。用户可以根据计划列表了解当前机场任务状态信息及所执行的航线任务。-40-备注：航线下发时关键参数检查基于类型选择“立即”、“单次定时”、“重复定时”推荐选择“继续执行”08系统对接调试若用户需要将大疆机场接入用户内网或专网平台，需要通过大疆上云API云开发，自行开发大疆机场云管理平台并满足实际电力业务需求，上文所提及的绝大多数功能均可通过上云API模块化开发，从而满足业务和信息安全需求。1.大疆机场内网接入链路图大疆机场支持大疆上云API服务，充分考虑机场私有化部署需求。目前主要通过以下拓扑方式接入内网。内网/专线内网/专线内网/专线私有化图传协议AES-256内网/专线内网/专线内网/专线私有化图传协议AES-256加密大疆机场上下线监控，无人机状态信息，机场状态信息等均可通过API接口推送至后端私有化管理平台上。通过上云API服务私有化开发，有以下两个主要优势：1)用户不必太多关心机场底层逻辑：无人机机场管理主要涉及媒体及状态数据向后端推送，及前端巡检指令下发两部分为主，上云API则充分包含两部分内容。用户可将机场看作一个物模型（机场为网关设备仅需获取业务所关心的数据即可。2)可方便与后端管理平台对接：机场管理数据及任务相对简单，通过上云API开发，可将机场数据统一推送至隔离网关做信息隔离，通过隔离装置保障内网数据安全。目前主要的内网接入手段是采用信息安全隔离平台方式。2.大疆机场通讯传输方式介绍大疆机场与经纬M30系列机场版同步正向设计开发，高度集成。大