物流无人机操作与运维（高级） 课件 单元6-10　物流无人机超视距飞行-无人机系统试飞数据

物流无人机操作与运维（高级）单元1物流无人机的安装与调试单元2任务载荷调试单元3系统任务准备单元4无人机视距内飞行基础单元5无人机视距内飞行进阶单元6物流无人机超视距飞行单元7调度与信息整理单元8作业数据处理单元9无人机日常检查维护单元10无人机系统试飞数据单元6物流无人机超视距飞行单元6物流无人机超视距飞行单元6物流无人机超视距飞行【知识目标】1.掌握物流无人机超视距飞行的航线预规划技巧，以及航线安全性检查的检查内容。2.掌握无人机的基本飞行操作，包括爬升、定高平飞、下降和飞行状态转换，以及在超视距作业中进行自主飞行、对尾起降和飞行状态调整。3.了解在超视距作业中遇到突发情况时的应急处理措施，包括无人机航线的重规划、临时航点设置和整个航线的调整策略。【技能目标】1.能够完成航线的安全性检查和飞行前的安全检查。2.能够完成物流无人机超视距飞行中航线及各航点属性的规划，包括航点编辑、航线模拟和上传，以及在飞行过程中进行必要的航线调整和应急处理。3.能够利用无人机地面站系统在超视距环境中进行自主飞行和飞行状态调整。单元6物流无人机超视距飞行【素养目标】1.培养自主学习能力、合作与沟通能力、创新思维和批判性思维等。2.培养积极学习态度和责任感、团队合作精神、自我管理能力等。任务1航线的预规划与安全性检查任务描述任务分析相关知识1.航线的预规划任务1航线的预规划与安全性检查任务1航线的预规划与安全性检查2.航线的安全性检查（1）是否满足飞行环境约束无人机在执行任务时，会受到禁飞区、障碍物、险恶地形等复杂地理环境的限制，因此在航线预规划过程中，应尽量避开这些区域。（2）是否满足无人机自身性能约束1）最大航程：限制了无风情况下，航线的最大长度（有风情况下会更短）。2）最小转弯半径：限制了航线拐角处的形状（主要针对固定翼无人机）。3）最大爬升/下降率：限制了相邻航点的高度差。4）最低安全飞行高度：限制了航点相对地面的高度。（3）是否满足特定任务要求约束部分任务会要求无人机的到达时间和进入目标的方向；部分任务会要求无人机与地形匹配飞行；部分任务会要求航线的平行度与间隔。（4）是否满足重规划实时性约束如果预先具备完整精确的环境信息，在预规划航线时，可以一次性地规划自起点到终点的最优航线。任务1航线的预规划与安全性检查3.安全飞行注意事项1）飞行前注意环境观察。影响无人机飞行的气象环境主要包括风速、雨雪、大雾、空气密度、大气温度等。2）现在主流飞行器的无线电遥控设备采用2.4GHz频段，家用无线路由器也均采用2.4GHz频段，其发射功率虽然不高，但因城市区路由器数量巨大，难免会干扰遥控器的无线操控，导致无人机失控。3）为保证手机信号的覆盖率，国内三大（移动、电信、联通）电信运营商在城中或乡镇地区密集性建设地面基站网络。4）部分较大型无线电设备会直接影响无人机的飞行，例如雷达、广播电视信号塔、高压线（电弧区）等。5）尽量避免在人口密集区或闹市区（例如城市上空、公园）、树多且空间狭小的地方、水面等区域飞行。任务1航线的预规划与安全性检查6）飞行时要保持良好心态。7）当无人机出现坠机时，请立刻关闭油门、关闭动力，否则因为发动机继续工作会带来二次伤害等。任务准备任务实施1.无人机航线的预规划任务1航线的预规划与安全性检查任务1航线的预规划与安全性检查2.无人机航线的安全性检查检查评议任务1航线的预规划与安全性检查任务小结课后训练1.航线预规划的目标是什么？2.在进行航线预规划时，需要考虑哪些关键因素？任务2无人机超视距作业的自主飞行及调整任务描述任务分析1.无人机的基本操作类型（1）爬升起飞时，远离无人机，解锁飞控，缓慢推动油门等待无人机起飞，这是起飞的操作步骤。（2）定高平飞保持节风门在适当位置（如45%）是一个相对简单的操作，理论上来说，只需要推动航向摇杆即可，但是实际情况往往不会这么简单。（3）下降下降过程与爬升过程正好相反。任务2无人机超视距作业的自主飞行及调整（4）转弯转弯是改变飞行方向的基本动作。任务2无人机超视距作业的自主飞行及调整2.飞行状态的转换（1）平飞转下降物流无人机平飞转下降流程如图6-5所示。（2）下降转平飞物流无人机下降转平飞流程如图6-6所示。任务2无人机超视距作业的自主飞行及调整（3）爬升转平飞物流无人机爬升转平飞流程如图6-7所示。（4）平飞转爬升物流无人机平飞转爬升流程如图6-8所示。任务2无人机超视距作业的自主飞行及调整3.无人机航线重规划（1）为什么要进行重规划有人机是人在飞，无人机是飞控在飞。（2）重规划与应急操作的区别无人机系统飞行中会遇到多种情况，这些情况一些是因为系统外部因素引起的，例如任务的临时改变、气象的变化等，另一些是因为系统内部因素引起的，如发动机出问题、电压出问题等。任务2无人机超视距作业的自主飞行及调整任务准备任务实施1.无人机高空无定向飞回2.无人机自主飞行、对尾起降、变点、变高、变速1）无人机在长度为20m的正方形航线内飞行，高度为10m，速度为5m/s，要求完成一次闭合矩形，途中绕过航点继续飞行，到矩形的最后一个点时爬升至新增航点，最后一键返航。2）操作无人机执行对尾起降和0°、90°、180°、270°四面起降，完成后飞回。3.根据地面站规划的航线进行变点、变高、变速飞行（1）更改起始点把无人机飞到2号点（某航点），如图6-10所示。（2）更改航点机头朝向把无人机飞到2号点，机头朝向正东停留2s（某方位某停留时间），如图任务2无人机超视距作业的自主飞行及调整6-11与图6-12所示。（3）添加点改变图形在2号点（某航点）正东北方向30m（某方向某距离）处添加一个航点，如图6-13所示。任务2无人机超视距作业的自主飞行及调整任务2无人机超视距作业的自主飞行及调整任务2无人机超视距作业的自主飞行及调整任务2无人机超视距作业的自主飞行及调整（4）变更已有航点在2号点附近添加一个3号点（在某处添加某点），如图6-14所示。任务2无人机超视距作业的自主飞行及调整（5）键盘模式变高将无人机原地升高或下降10m，使用键盘模式将无人机飞到某处。（6）自主下降把无人机高度下降10m。（7）设置返航点将返航点设置到4号点、无人机位置或地图上某处。任务2无人机超视距作业的自主飞行及调整任务2无人机超视距作业的自主飞行及调整任务2无人机超视距作业的自主飞行及调整任务2无人机超视距作业的自主飞行及调整（8）返航并报告飞行状态步骤：暂停→单击“返航”→单击“点击即返航”。任务2无人机超视距作业的自主飞行及调整任务2无人机超视距作业的自主飞行及调整4.航线重规划与任务调整（1）重规划部分航点重规划时，若只需要改变部分航点，而不改变整个航线，直接修改航点即可，其流程见表6-3。任务2无人机超视距作业的自主飞行及调整任务2无人机超视距作业的自主飞行及调整（2）重规划整个航线重规划时，若改动较大，则需要修改整个航线，其流程见表6-4。任务2无人机超视距作业的自主飞行及调整（3）临时指定飞行实际作业中，如果并不想改变原有航点与航线，只是想让无人机临时飞到某处，飞完后再回到原有航线，这时就可以重规划临时航点来完成此功能，其流程见表6-5。任务2无人机超视距作业的自主飞行及调整检查评议任务2无人机超视距作业的自主飞行及调整问题管理1.飞行中的注意事项1）操作者必须时刻关注飞行器的姿态、飞行时间、飞行器位置等重要信息。2）远距离飞行时，通过对讲机要求安全员实时汇报无人机的状态。3）演示作业时如有客户或围观群众，必须要求他们距离无人机10～15m，不得靠近，如有人靠近，无人机不得起飞，以保证安全。4）必须确保飞行器有足够的电量能够安全返航。5）进行超视距飞行时，必须密切监视地面站中显示的飞行器姿态、高度、速度、电池电压、星数等重要信息。6）起飞后，必须一直关注无人机的飞行状态，实时掌握无人机的飞行数据，确保飞行时各项飞行数据指标完好。7）若飞行器发生较大故障不可避免发生坠机时，首先必须确保人员安全。任务2无人机超视距作业的自主飞行及调整2.飞行降落后的注意事项1）飞行器飞行结束降落后，必须确保遥控器已加锁，然后切断无人机电源。2）飞行结束后检查电池电量、飞行器外观和机载设备。3）演示作业完成后需整理设备。任务小结课后训练1.简述无人机超视距作业自主飞行的基本原理。2.在无人机超视距作业中，如何确保飞行安全并避免潜在风险？3.无人机在超视距作业中遇到突发情况时，应如何进行飞行调整以确保任务顺利完成？单元7调度与信息整理单元7调度与信息整理单元7调度与信息整理【知识目标】1.理解航迹规划的数学原理，然后基于对航迹规划系统工程的分析，提出物流无人机航迹规划任务。2.掌握飞行计划预先调配问题建模、算法设计、算例仿真与分析。3.学会解决各种调度问题和路径规划问题，掌握无人机物流调度问题中的联系和区别。【技能目标】1.能依据飞行日志数据，实时对无人机运行状态进行分析。2.能依据实际运行环境与系统性能，对飞行任务方案进行必要调整。【素养目标】1.培养认真仔细的工作作风。2.培养安全作业的职业意识。3.具备无人机运营调度中心管理和操作等岗位的能力。单元7调度与信息整理4.提高分析问题、解决问题的能力，具备一定的标准化职业体系认知。5.具备飞行计划预先调配问题建模、算法设计、算例仿真与分析的职业能力。任务1物流配送的无人机智能调度任务描述任务1物流配送的无人机智能调度任务分析相关知识1.配取一体调度模式2.配取分离调度模式3.配送优先、回程带货调度模式1）以配送任务为主进行无人机调度方案设计。2）回程带货任务分配。3）最后，根据任务列表对比，将未完成的取件任务单独取出，检查其在效益最优的情况下能否由配送任务无人机执行，若不能，根据剩余的取件任务，另外进行无人机调度方案设计，即派遣专门的无人机执行取件任务。任务1物流配送的无人机智能调度任务准备1）配送中心和周边客户配送点之间的航线进行预先轨迹规划，设定为固定航线。2）各无人机在航线中正常飞行时近似视为匀速运动。3）无人机对客户进行配送后因续航问题需返回配送中心，因此单个（或合并后的单个）订单任务只包含对一个客户配送点的服务。4）无人机在配送中心和各客户配送点进行起飞或者降落，以及在对应航线上飞行过程中，无人机会占用对应的航线，需在无人机附近预留出一定的空闲空域来预防碰撞。5）配送订单任务的获取、配送中心和客户集中地的空闲时间窗数据获取、调度算法的运行、无人机任务的指派、调度结果的执行的延迟可以忽略不计。6）对于商品快递而言，配送前商品的准备时间较短暂，可不考虑；对于外卖配送而言，各个商家制作货物和送至配送中心的时间计入航线飞行时间，其对客户满意度的影响与航线飞行时间进行统一考虑。任务1物流配送的无人机智能调度7）使用的无人机为相同型号，多个无人机间最小距离限制均相同。任务实施1.获取必要的信息1）需要获取配送中心、客户集中地的状态时间窗，以便对无人机进行合理的安排调度，避免出现航线冲突的情况。2）需要获取所有无人机的编号、状态时间窗、位置时间窗、飞行速度信息，便于指派无人机完成对应的订单任务。3）需要制定好配送中心到各个客户集中地的航线以及对应的飞行时间（可以依据无人机飞行速度计算得到）。4）需要获取无人机起飞与降落所耗费的时间，后续可得到起飞与降落过程所占用的时间，以在调度过程中提前预留出合适的时间来避免冲突。任务1物流配送的无人机智能调度5）对于本模型所需要处理的订单，在输入的数据方面有一些固定的要求，需要一些必要的条件才能够进行调度处理。2.选择配送优先、回程带货调度模式1）无人机接到调度指令，从集散中心出发，到达指定配送网点。2）无人机完成配送任务，并根据调度指令检查该网点任务。3）无人机重复步骤2）的流程，直到完成所有配送任务。4）无人机根据调度指令检查下一网点任务，若有取件任务，则到达并完成取件任务；若无，则无人机返回集散中心，结束此次调度。3.无人机调度模式实施的难点1）为便于申请空域和航线，减少无人机在配送过程中实时规划航线所付出的计算代价，在配送过程中，配送中心通向各客户的线路可设定为固定航线，以此来避免为了实时避障在无人机上安装任务1物流配送的无人机智能调度摄像头、毫米波雷达等设备造成的昂贵成本。2）考虑到无人机的安全问题，在现有的无人机机场及各个配送网点，同一时间下仅允许一架无人机同时起飞或降落，同时考虑到空域的安全性，应避免无人机在空中进行悬停，因而在建立无人机调度模型时需考虑避免无人机碰撞问题，增加硬时间窗约束。任务1物流配送的无人机智能调度3）对于物流配送的应用场景而言，用户发出的请求是在一段时间内不断更新的，因此在调度中心进行任务调度时，应不断地调取更新输入的订单任务序列。4）用户对物流服务的评价主要建立在是否能够在预期时间内送达，因此在进行无人机任务调度分配时，将配送时间与期望时间的差值总和作为总的优化目标，同时增加超时的惩罚成本。5）无人机调度问题本身属于NP-hard问题，而本任务研究的无人机与订单的调度分配问题还增加了避免无人机碰撞这一硬约束条件，所以在执行任务时间的确定上，可能性成倍增长，求解难度较高。4.订单处理方式5.时间窗冲突问题1）无人机机场（见图7-3）可以存储多个无人机。2）无人机机场存储多块电池。任务1物流配送的无人机智能调度3）无人机机场同时只允许一架无人机进行起飞或降落任务，且同时允许一架无人机进行装卸货任务。4）无人机可在机场以自动化形式完成电池的更换，且更换电池时间可视为统一时间。5）考虑到能源消耗以及空域安全、成本问题，要避免无人机在无人机机场空中悬停等待的情况，进而避免其他无人机经过时，多个无人机发生冲突碰撞。任务1物流配送的无人机智能调度任务1物流配送的无人机智能调度6.调度问题模型的目标函数7.简易解决方案及示例性结果展示（1）简易解决方案1）建模：①将无人机调度问题抽象为图论中的路径规划或任务分配问题。②定义目标函数（如最小化总飞行时间或最大化交付效率）。2）算法选择：①使用启发式算法（如遗传算法、蚁群算法等）或者近似算法来处理大规模问题。②对于较小的问题实例，可以使用精确算法（如分支定界法、整数线性规划等）。3）求解：①应用所选算法进行求解，找到可行解集中的最优解。任务1物流配送的无人机智能调度②在迭代过程中记录每次改进的最佳路径。4）验证与调整：①对得到的解进行验证，确保满足所有约束条件。②根据实际情况调整参数，以获得更好的性能。（2）示例性的结果展示表7-1是一个简化的无人机调度问题示例解决方案的表格形式展示。任务1物流配送的无人机智能调度（3）结果分析1）最优解是指在特定情况下，所有无人机的飞行距离和时间加起来达到最小。2）表7-1中的数据仅为示例，并不代表实际数值。3）在实际应用中，还需要考虑无人机电量限制、天气条件等因素。问题管理检查评议任务1物流配送的无人机智能调度任务小结课后训练1.在物流配送过程中，无人机智能调度方法如何有效地提高配送效率和准确性？2.无人机智能调度在应对复杂多变的物流配送环境时，应具备哪些关键技术和策略来确保配送的顺利进行？任务2城市低空物流无人机飞行计划预先调配任务描述1）物流配送点和各个收货点的位置已知。2）每架无人机需要从配送点的不同起降点出发，沿既定航线飞往收货点，完成其配送任务后返回配送点。3）每个起降点有多架无人机等待起飞，每架无人机单次只服务一对起降点。4）无人机满电状态出发，飞行速度预先设定，出发后不再接受新的任务安排。任务2城市低空物流无人机飞行计划预先调配任务分析1.任务背景1）在城市片区内，物流配送点使用可垂直起降的充电旋翼无人机进行小批量货物运输。2）无人机需从配送点出发，沿既定航线飞往收货点，完成任务后返回配送点。3）为确保飞行安全，无人机任务需提前向管制部门提交飞行申请，并由管制部门进行飞行计划审批与飞行时刻调配。2.关键要素1）位置信息：物流配送点及各个收货点的位置已知。2）起降点：每个起降点有多架无人机等待起飞，每架无人机单次仅服务一对起降点。3）无人机特性：无人机满电状态出发，飞行速度预先设定，出发后不再接受新任务。任务2城市低空物流无人机飞行计划预先调配3.目标1）安全性：确保无人机在城市空域内的飞行安全，避免空中冲突。2）效率性：合理调配飞行时刻，提高无人机的配送效率。3）合规性：满足管制部门的飞行计划审批要求。4.方法与流程1）任务规划：依据已知的位置信息，规划无人机的飞行路线。2）资源管理：合理安排起降点上的无人机起飞顺序，避免拥堵。3）飞行审批：向管制部门提交详细的飞行计划，包括起飞时间、飞行路线、预计到达时间等。4）实时监控：在无人机飞行过程中，实时监控其位置与状态，确保按计划执行。任务2城市低空物流无人机飞行计划预先调配相关知识1.无人机飞行计划预先调配模型（1）决策变量无人机飞行计划预先调配的实质是对每条飞行任务依据综合优先级排序后，依次分配一组无冲突的飞行时刻，无人机按照分配的时刻执行。（2）综合优先级飞行计划调配优先级主要包括货物类型优先级、物流公司优先级和配送时间优先级。（3）目标函数在实际货物配送过程中，基于无人机物流运输的经济性，追求较低的运输成本是飞行计划预先调配的重要目标之一。2.建立VRPSPDTW问题模型1）在交通运输网点上分布的每个顾客都有收货和寄货的需求，并且收货和寄货需求必须被同一个无人机在一次性送取货操作的服务下满足。任务2城市低空物流无人机飞行计划预先调配2）服务于这些顾客集的一组无人机集合都有最大容量限制。3）当一个配送无人机离开仓库站点时，在仓库站点处将该无人机的所有顾客的需求货物装载到载荷箱内，此时载荷箱内的货物总量等于该配送无人机配送路线上的每个顾客的收货需求量的总和。4）此外，每个无人机在顾客处都具有明确固定的服务持续耗费的时间，这些服务的耗费时间主要是由从无人机上卸载客户所需要的货物和装载客户要寄出的货物的操作时间所决定的。5）VRPSPDTW问题的优化目标可以是单个目标或者多个目标，例如配送运输所用到的无人机数目、所有无人机总的行驶路径长度、顾客的满意度、每条路径之间的平衡、与时间窗有关的顾客满意度等，或者是前面各个目标的组合或者加权。任务准备1.数据准备1）位置信息：确认所有物流配送点和收货点的确切地理坐标。任务2城市低空物流无人机飞行计划预先调配2）无人机信息：统计每架无人机的基本参数，如满电状态下的最大飞行距离、飞行速度等。3）起降点数据：记录每个起降点的位置以及可以同时起降的无人机数量。2.规划准备1）路线规划：基于位置信息，设计无人机从配送点到收货点的最短或最优飞行路线。2）任务分配：确定每架无人机的服务起降点及其飞行任务。3）时间表制定：根据无人机的飞行速度和飞行距离，计算每架无人机的飞行时间，并据此制定飞行时间表。3.技术准备1）通信设备检查：确保所有无人机的通信设备正常工作，能够与地面站保持联系。2）电池状态确认：检查所有无人机的电池状态，确保每架无人机都能满电状态出发。3）软件更新：如果有必要，更新无人机的导航软件和控制系统到最新版本。任务2城市低空物流无人机飞行计划预先调配4.法规准备1）飞行计划提交：根据任务规划的结果，编制详细飞行计划并向相关管制部门提交申请。2）审批文件准备：准备好所有必要的文件和支持材料，以便快速获取飞行许可。3）应急措施制定：制定应急响应计划，包括无人机故障、恶劣天气等情况下的应对措施。任务实施1.选取配送中心和客户集中地任务2城市低空物流无人机飞行计划预先调配2.订单处理任务2城市低空物流无人机飞行计划预先调配（1）预期完成时间1）根据每条航线的距离和预设的无人机飞行速度计算出预期飞行时间。2）考虑到机场的繁忙程度，为每架无人机分配一个合理的起飞时间窗口。3）计算从起飞到返回整个周期的时间，以此作为订单的预期完成时间。4）将计算得出的预期完成时间及时反馈给客户，便于客户做出相应安排。（2）生成返回任务1）对于每个出发任务，生成对应的返回任务，其出发地和目的地与出发订单相反。2）返回任务的开始时间应该基于无人机完成交付后的预计返程时间和返回起飞时间窗口。任务2城市低空物流无人机飞行计划预先调配任务2城市低空物流无人机飞行计划预先调配3.结果记录与分析（1）调度计划（见表7-5）1）列出每架无人机的起飞时间、飞行路线、预计送达时间、返回起飞时间和预计返回时间。2）确保没有两架无人机在同一时间使用同一个起降点。任务2城市低空物流无人机飞行计划预先调配（2）客户满意度（见表7-6）1）确认所有客户都收到了准确的预计送达时间。2）收集客户反馈，以评估实际送达时间与预计送达时间的一致性。任务2城市低空物流无人机飞行计划预先调配（3）运营效率评估1）统计所有无人机完成任务的实际耗时，与预计耗时进行对比。本任务两个时间基本一致，表明航线规划合理。2）分析无人机的利用率，找出可能存在的瓶颈环节。（4）安全记录1）记录任何异常情况，包括但不限于飞行延误、无人机故障等。2）根据记录进行安全评估，确保未来飞行任务的安全性。任务2城市低空物流无人机飞行计划预先调配检查评议任务2城市低空物流无人机飞行计划预先调配任务小结课后训练1.在进行城市低空物流无人机飞行计划的预先调配时，应考虑哪些关键因素以确保飞行的高效与安全？2.请简述一种可能的城市低空物流无人机飞行计划预先调配的流程，并解释其关键环节和步骤。单元8作业数据处理单元8作业数据处理单元8作业数据处理【知识目标】1.了解物流无人机实时高清图传系统，对视频或图像信息处理有标准的认知。2.掌握信息采集、物流无人机信息处理的相关原理及方法。【技能目标】1.能按照作业需求，对采集的视频或图像信息进行处理。2.能按照作业需求，对采集的其他形式信息进行处理。3.基本掌握物流无人机大数据分析及各项平台后端数据的管理方法、运行规律与监管控制技术。【素养目标】1.具备作业数据的基本计算分析能力。2.培养安全作业的职业意识与严谨的工作态度。3.培养物流无人机系统运行相关岗位认同感。任务1数据采集与传输任务描述1）连接可用串口，对选择的串口进行相关参数配置。2）对需要接收或传输的数据进行打包或解析。3）当读串口时，无人机传输至串口的数据存放在地面站的系统数据缓存区，按照相应协议对数据解析，其流程如图8-1a所示。任务1数据采集与传输任务分析相关知识1.数字链路2.串口通信协议3.航点任务1数据采集与传输任务1数据采集与传输任务准备1.地面站通信模块、物流无人机及地面站等。2.串行通信方式。在通信领域里，有并行通信与串行通信两种通信方式。3.数传电台（见图8-6）。任务1数据采集与传输任务实施1.串口通信模块的配置与测试2.飞行状态数据显示任务1数据采集与传输任务1数据采集与传输任务1数据采集与传输3.飞行状态数据存储4.地面站系统的功能测试任务1数据采集与传输检查评议任务1数据采集与传输知识拓展任务1数据采集与传输任务小结课后训练1.请简述在物流无人机数据采集过程中，如何确保数据的有效性和实时性。2.请简述数据传输流程。任务2图传系统信息处理任务描述任务分析相关知识1.物流无人机影像的处理流程1）对无人机的原始数据进行旋转、主点修正、畸变改正或格式转换等预处理。2）结合POS数据（位置和姿态数据），进行自动相对定向、模型连接、航带间转点等，完成自动空中三角测量（空三测量）。3）从影像中提取数字地表模型（DSM），再进行滤波处理得到DEM。任务2图传系统信息处理4）用生成的DEM对影像进行数字微分纠正，得到DOM。5）对DOM进行拼接和镶嵌匀色，得到影像成果图。2.无人机航空影像的空三（空中三角测量）处理流程（1）准备原始影像以及曝光点数据无人机低空航摄采用的是普通数码相机，需要进行相机畸变纠正才能用于后期空三处理。（2）数据预处理数据预处理与空三软件有关，也与相机有关。（3）空三加密处理空三加密处理是航摄中最重要的步骤，也是最烦琐的步骤。（4）生成DEM和DOM做完空三之后就可以生成DEM和DOM了。（5）镶嵌匀色在上一步中生成的DOM都是单张相片纠正过来的，为了得到整幅影像需进行镶嵌处理。（6）成果输出最后一步是成果输出。成果可以分为空三加密成果、DEM成果和DOM成果。任务2图传系统信息处理任务准备1.确定时间、地点和运输方式1）确定作业地点和时间。2）根据地点和时间选择飞行器运输方式，若对于时间和地点难以把握，直接请示上级之后决定。2.领取设备1）到设备管理处填写出勤具体信息。2）填写出勤设备领取登记表。3）检查领取的设备是否齐全，并对所领设备进行检测，看是否完好可用，如若设备有问题无法正常使用，到设备管理处登记并进行更换。4）设备领取时间至少在出发前一天。任务2图传系统信息处理3.工作确定1）小组分工明确，确认此次出勤负责人。2）提前了解当地天气情况，做好应急准备。3）根据客户方提供的资料，对作业对象进行初步研究了解，制订初步作业计划（包括人员选配、飞行工具选配、作业任务时间安排）。4）事前在地面站下载好作业区域离线地图，否则无法在该区域地图正确作业。5）仔细研究当地作业需求，尽量满足客户要求。任务实施1.确定作业内容2.不同作业场景下的拍摄要求（1）有云的天空当云覆盖时拍摄图像，可能会遇到不同的照明条件，需要正确设置相机参数ISO任务2图传系统信息处理（感光度），确定设置中没有设置为“自动”的。（2）阳光充足，高反射地表若拍摄区域有高反射地表且阳光充足，会引起图像过度曝光。1）增加相机的ISO设置和快门速度。2）降低无人机的飞行速度。3.作业流程（1）作业保障1）基础保证。2）作业环境保障。①使用风速仪测得当地实际风速，若小于安全风速（八轴小于10.7m/s，四轴小于7.9m/s），该环境处于可飞行状态。②使用测频仪测试作业环境周围（飞行全域）是否有干扰频率存在，测试900MHz、2.4GHz、5.8GHz这3个波段的近似频率是否对控制端和信号端有干扰，若无干扰，该环境处于可飞行状态。任务2图传系统信息处理③检查作业人员保护装备是否完备，若不完备，则需想办法解决，确保作业人员安全。④进行作业清场。⑤使用测距仪测定作业目标距离，提前保证无人机的安全距离，确保安全作业。⑥仔细观察起降场地情况，保证起飞点半径5m内无障碍物；准备2个起降点，以防紧急情况。⑦仔细检查作业装备，确保装备齐全。3）飞行安全保障。①对于远距离超视距作业，严格按照先上升至安全高度（保证不会碰到沿路电线），然后直线靠近作业目标的方法。②对于电池电压要做好严格控制，防止因为电量不足导致的无人机坠毁。a.对于近距离作业（小于或等于200m），最低返程电压为21.9V。b.对于中距离作业（大于200m且小于或等于1000m），最低返程电压为22.5V。c.对于远距离作业（大于1000m且小于或等于2000m），最低返程电压为23V。任务2图传系统信息处理d.对于超远距离作业（大于2000m），请选择合适机型进行作业。4）作业危险点分析及避免方法。①作业危险点分析包括以下内容：a.运输过程中山路颠簸使飞行器碰撞损坏。b.无人机飞行期间可能出现机体故障造成失控。c.起降过程中作业人员操作不当导致飞行器侧翻损毁、桨叶破碎击伤人体。d.飞行巡视过程中无人机与导线距离太小或发生碰线事故。e.飞行巡视过程中突然通信中断使无人机失控。f.天气突变造成空中气流紊乱使无人机失控。g.飞行过程中突降大雨损坏无人机设备。h.驾驶员对飞行器状态作出错误判断强制飞行而导致飞行意外。②安全措施及解决方法如下：任务2图传系统信息处理a.飞行器装车后要安装后固定插销，确保在运输过程中有柔性保护装置，设备不跑位、固定牢靠。b.飞行前作业人员应认真对飞行器机体进行检查，确认各部件无损坏、松动，电气连接良好。c.作业人员应严格按照无人机操作规程进行操作，两名操作人员应互为监督，无人机起降时，25m范围内严禁有作业无关人员。d.飞行过程中按照规划好的航线飞行，固定翼无人机航线应与导线保持50m以上的安全距离，多旋翼无人机与作业目标保持10m以上的安全距离。安全距离的确定：根据无人机回传图像，参考目标已知长度单位计算其距离。e.飞行前应对各种失控保护进行检验，确保因通信中断等各种原因引起无人机失控时保护有效；在无人机失控后自动重新连接，并操作无人机返航而不是继续作业。f.观察员时刻注意观察风速计变化，对风向风速作出分析并预警。g.观察员时刻注意观察湿度计变化，对雨雪情况作出预警。h.作业前检查机组人员情绪，确保无负面情绪。任务2图传系统信息处理（2）正式作业为确保无人机能安全稳定作业，起飞前请严格按照以下准备程序执行：1）领取装备：驾驶员领取遥控器、无人机、地面站以及辅助作业工具；云台操控人员领取相机、图传套装、数传套装以及辅助作业工具。2）拿出作业流程卡，按作业流程卡步骤检查并填写。3）将作业无人机放在指定起飞位置，地面站、数传、图传模块放在指定位置。4）将数传、图传天线架起（确保天线正确牢固架设），并与地面站连接。5）打开地面站电源，开启地面站计算机。6）检查数传、图传开关确保其处于关闭状态，连接电源，开启数传、图传模块。7）正确组装螺旋桨，注意螺旋桨上桨顺序，切忌半桨式螺旋桨混合，必须一套一对。8）驾驶员将遥控器打开，准备对无人机进行通电。9）确认遥控器各杆位回中，油门归零，各微调位置归零（中），各辅助通道处在正确位置后，对无人机进行通电。任务2图传系统信息处理10）云台操控人员进行云台组装检查，将相机正确安装到云台上（开机后重心平稳），然后将云台连接线与相机进行正确连接。11）确认无人机各连线正确后，驾驶员和云台操控人员回到地面站位置，将地面站与无人机进行通信连接，观察地面站数据，根据地面站显示数据对无人机进行调整。12）若需要进行自动巡航，请将预计航线设定好，并加载到无人机主控（此项操作需要事先下载离线地图，否则无法加载地图进行操作）。4.物流数据处理1）选中统计数据，使用数据分析工具进行分析，分析结果如下：①七月共工作30天，共发生异常3688次，平均每天发生123次。②最大值为345次，最小值为49次。③依据停靠方式统计的相关内容见表8-2。任务2图传系统信息处理任务2图传系统信息处理2）插入数据透视表，并将异常数据添加到数据模型。3）在数据透视表中做下列操作：①将“日期（月）”选为筛选器。②将“日期”设定为行。③将“异常代码”设定为值，并选择累计计数。4）再在数据透视表中做下列操作：①将“日期（月）”选为筛选器。②将“异常级别”设定为行。③将“异常代码”设定为值，并选择累计计数。5）插入饼图并添加各等级异常占总量的百分比。任务2图传系统信息处理检查评议任务2图传系统信息处理知识拓展1.数据库管理技术2.射频识别技术任务小结课后训练1.简述图传系统在物流无人机中的作用，并解释为什么实时性对于图传系统至关重要。2.在物流无人机图传系统中，如何进行数据处理才能实现高效的数据传输和存储？请列举至少两种常用的数据处理技术或方法。单元9无人机日常检查维护单元9无人机日常检查维护单元9无人机日常检查维护【知识目标】1.了解无人机各部件的特点。2.根据常规运行检查步骤，认真检查各部件的工作状态是否正常。3.针对性地掌握各部件的日常保养和维护方法。【技能目标】1.能完成物流无人机系统的一般性维护，并能按照系统维护手册完成抛投系统等机械部件的检查与更换。2.能遵照系统维护手册完成机体及各易损易老化部件的检查与更换。3.能遵照系统维护手册完成机体内个别零件或导线的检查与更换。【素养目标】1.具备作业数据的基本计算分析能力。单元9无人机日常检查维护2.培养安全作业的职业意识与严谨的工作态度。3.培养物流无人机系统运行相关岗位与职业认同感。任务1机械部件的检查维护及易损部件更换任务描述任务分析相关知识1.无人机的三种检查方式（1）日常检查日常检查是最基础的检查方式，主要在每次飞行前进行。（2）定期检查定期检查通常在无人机使用一段时间后进行，如每周、每月或每季度。（3）年度检查年度检查是对无人机进行的一次全面、深入的检查。2.电动机与螺旋桨联调3.物流无人机的日常保养（1）保持清洁干燥物流无人机作为一种精密的电子设备，是需要保持干燥清洁的，虽然无人机不任务1机械部件的检查维护及易损部件更换是沾水即坏，但如果沾水或受潮后没有及时处理，会对电子元器件造成损坏，使无人机出现故障并降低无人机的使用寿命。（2）电池保养如果物流无人机的电池出现鼓包情况，要立即停止使用。（3）螺旋桨保养物流无人机螺旋桨虽然没有电池那么易坏，但也是需要经常维护保养的。（4）电动机保养除螺旋桨外，对无人机飞行稳定性影响最大的就是电动机。4.易损部件的更换（1）一些常见易损部件及其需要更换的迹象1）螺旋桨。a.螺旋桨出现裂纹、变形或断裂。b.螺旋桨出现不平衡现象（不平衡的螺旋桨会导致无人机振动加剧）。2）电动机。a.电动机发出异常噪声或运转不平稳。任务1机械部件的检查维护及易损部件更换b.电动机温度过高或电流异常增大。3）电池。a.电池容量显著下降，无法维持正常的飞行时间。b.电池表面出现鼓包、漏液等现象。4）电子设备（如GPS模块、通信模块）。a.电子设备信号不稳定或功能失效。b.电子设备工作温度过高。5）起落架。a.起落架出现弯曲、断裂或其他物理损坏。b.起落架上的紧固件松动。（2）易损部件的更换步骤1）断电并检查。任务1机械部件的检查维护及易损部件更换2）拆卸旧件。3）安装新件。4）重新连接电源。5）校准与测试。（3）易损部件更换的注意事项1）安全第一。2）使用原厂配件。3）定期维护。4）记录更换信息。任务1机械部件的检查维护及易损部件更换任务准备1.确认断电：确认无人机上所有设备都已断电或将发动机关闭。2.防火：无人机维护环境应远离火源，周围应无可燃物或其他杂物。3.无人机清洁：维护前应对无人机进行清洁，防止灰尘或其他异物在维修过程中进入电动机或电气系统、控制系统，造成电动机损坏、线路短路等故障。4.电气维修（套件）工具：为了避免损伤零部件，一定要正确选择工具与器械，并且正确操作。5.准备消耗品：螺丝胶、扎带、润滑油、热缩管等。6.分解和组装注意事项：①为防止零件弄丢，请将拆解的零件按所属部件分开存放。②分解时如有必要，需检查所拆解的零件是否有损伤或异常。任务1机械部件的检查维护及易损部件更换任务实施任务1机械部件的检查维护及易损部件更换1.机体结构检查任务1机械部件的检查维护及易损部件更换1）检查无人机机体螺钉是否出现松动，机体结构、无人机机臂上是否出现裂痕、破损。2）无人机的机臂以及起落架是很重要的部件，其好坏决定了无人机能否安全地起飞和降落。3）检查电动机座是否出现裂纹及破损，电动机座与碳管连接处是否松动，减震球是否老化（减震球外层变硬或者开裂），机体紧固螺钉有无松动位移（白线标识）、严重氧化，如出现需要紧固或更换。4）在起飞前及日常维护中（检查记录表见表9-2），也需要针对无人机的中心板、螺钉、电池接口结构件、盖板、载具及各个模块进行单独的目视检查及手动调试（见图9-3），确保其万无一失。任务1机械部件的检查维护及易损部件更换任务1机械部件的检查维护及易损部件更换2.检查与维护后的状态任务1机械部件的检查维护及易损部件更换3.整体测试1）飞控单独供电，检查是否有异常，例如指示灯是否正确闪亮，遥控器与飞控对接是否正常。2）不对飞控供电，将4个电调线分别接到接收机油门处，轻推油门听声音，检查是否有明显反应慢或异响。3）将遥控器放置稳定处，无人机放在相对宽松的地方（周围至少能有50cm空间），通电，然后进行遥控器与飞控的对接。4）轻推油门逐渐升高，听电动机转速以及观察飞控指示灯，油门可推至3/5处观察情况。5）持续1min左右，停止供电，用手摸一下电动机、电调、电调接线板、飞控板、线路连接部、电池线、电池插口等处，检查是否有烫手的感觉。任务1机械部件的检查维护及易损部件更换检查评议任务1机械部件的检查维护及易损部件更换知识拓展1.无人机飞行后检查和保养的必要性2.电池起火的应急处置3.无人机智能电池与航模电池的区别1）无人机智能电池不会像普通的航模电池一样，很容易因为使用不当而产生过充电或者过放电的问题。2）航模电池在充电过程中，需要按照各种接线要求、流程来给电池充电，而且在电池充满时，如果充电者没有及时发现，则很容易造成过充电现象。3）无人机智能电池能够很好地解决电池电量检测的问题。①检测剩余电量。②通过数字图传实时回传电压数据，甚至能够在APP里查看电池组各单体电芯的电压。任务1机械部件的检查维护及易损部件更换③记录电池历史数据，如使用次数、异常次数、电池寿命等。④提示电池异常。任务小结课后训练1.请描述物流无人机机械部件定期检查的重要性，并列举几个关键部件的检查内容。2.请简述物流无人机易损部件的定义，并举例说明哪些部件属于易损部件，同时说明易损部件更换的步骤和注意事项。任务2无人机系统电气部件的检查与配换任务描述任务分析相关知识1.无人机飞行传感器的作用2.IMU1）陀螺仪能监测XYZ三轴的角速度，因此可测出俯仰、横滚和偏航时角度的变化率。2）加速度计用来提供无人机在XYZ三轴方向所承受的加速力，它也能决定无人机在任务2无人机系统电气部件的检查与配换3）磁罗盘（见图9-6）能为无人机提供方向感。4）气压计（见图9-7）的工作原理是利用大气压力换算出高度（压力传感器能侦测地球的大气压力）任务2无人机系统电气部件的检查与配换3.GPS模块任务2无人机系统电气部件的检查与配换4.光流模块5.测距模块任务准备1.确认断电：确认无人机上所有设备都已断电或将发动机关闭。2.防火：无人机维护环境应远离火源，周围应无可燃物或其他杂物。3.无人机清洁：维护前应对无人机进行清洁，防止灰尘或其他异物在维修过程中进入电动机或电气系统、控制系统，造成电动机损坏、线路短路等故障。4.电气维修（套件）工具：为了避免损伤零部件，一定要正确选择工具与器械，并且正确操作。5.准备消耗品：螺丝胶、扎带、润滑油、热缩管等。6.分解和组装注意事项：①为防止零件弄丢，请将拆解的零件按所属部件分开存放。任务2无人机系统电气部件的检查与配换②分解时如有必要，需检查所拆解的零件是否有损伤或异常。任务实施1.IMU系统模块的检查1）飞控表面是否清洁，线路是否老化，元器件是否有虚焊、热熔等。2）电线是否有变形，例如受热冷却后变形。3）电线接口是否有异物、氧化等。4）整体线路包扎、电线及接口固定等一定要牢固，如果有断裂、松动，及时更换。5）对电动机、飞控等灰尘敏感部件进行灰尘清理，并确认清扫干净。任务2无人机系统电气部件的检查与配换任务2无人机系统电气部件的检查与配换2.GPS模块的检查3.光流模块的检查1）完全没有悬停效果，现象与没接光流模块一样。首先应检查电路板通电是否正常，硬件线是否连接好，镜头是否被遮挡，如果都没发现问题，再用上位机检查是否有数据输出。2）无人机往某个方向乱飞，漂移更快，像失控一样，而没有加光流模块时反而漂移慢一些。3）无人机缓慢飘，方向随机，但又比没有光流模块时要好，表现为无操作时，往一个方向飘后还会往回飘。4）无人机开始时能够正常悬停，悬停一段时间后开始振荡。5）无人机开始时能够正常悬停，悬停一段时间后开始一直往一个方向漂移。6）无人机一开始就有振荡。任务2无人机系统电气部件的检查与配换4.关键部件或导线的检查与更换（1）关键部件或导线的检查1）电动机是否歪斜，电动机内是否有异物残存，其内线是否有熔断。2）电调外包装是否完整，是否有破裂、烧痕或者烧焦味。3）飞控连接线是否条理有序，同等接线口是否有合理布局，接线有无明显异类线色（同类接线颜色相同，并在一条线上，若有接错，能明显看出，故名异类线色）；整体板子是否有熔断、烧焦、元器件焊接凸起。4）各焊点是否有明显断裂、变形等。5）接收机天线是否有裂痕和拉伸痕迹，接收机接线颜色是否整齐、有无异类线色。6）电调接线板是否有焊接松动，甚至是接线毛刺、灰尘，若有要及时清除，以免连电。7）检查所有接线处（如插针、香蕉插头、T形插头等处）是否有拉伸、熔化痕迹。8）排除磁性物体。任务2无人机系统电气部件的检查与配换9）接收机天线干扰。（2）关键部件或导线的更换1）更换图传摄像头。①断电并拆除旧摄像头：在更换图传摄像头之前，首先确保无人机完全断电，然后使用适当的工具拆卸旧摄像头，注意标记其位置以避免安装错误。②安装新摄像头：安装新的图传摄像头，并确保其安装牢固、连接正确且接触良好。然后重新连接电源并测试新摄像头的功能，确保图像传输清晰无误。2）更换电调。①断开电源：在更换电调之前，必须确保无人机的电源已经完全断开。②拆卸旧电调：使用螺丝刀或其他适当的工具拆下旧电调，并标记旧电调的位置和连接方式。③清洁接口：清洁电调接口，确保没有灰尘或异物。④安装新电调：按照旧电调的位置和连接方式安装新的电调，并确保其安装牢固。任务2无人机系统电气部件的检查与配换⑤连接电动机和电池：将电动机和电池连接到新电调上，并检查连接是否正确无误。⑥校准电调：根据制造商的指南对新电调进行校准，确保电调与电动机配合良好。⑦功能测试：重新连接电源，进行简单的功能测试，确认电动机转动正常，无异常声音或振动。⑧记录更换信息：记录更换的日期、更换的电调型号及更换原因。更换电调的注意事项如下：①安全第一：在进行更换操作时，确保无人机处于安全的工作环境中，以避免发生意外。②使用推荐配件：尽量使用制造商推荐的配件，以保证无人机的性能和可靠性。3）接线。①断电并准备工具：在进行任何接线操作之前，确保无人机完全断电，并准备好所需的工具，如螺丝刀、剥线钳等。②检查并连接导线：检查所有导线是否有破损或裸露的部分，并确保导线连接正确无误。任务2无人机系统电气部件的检查与配换5.对电控系统进行检测1）首先将无人机舱门打开，露出自动驾驶仪、舵机、电源等器件，同时准备一个带快接插头的数字电压表。2）测量各种电压，包括控制电源、驱动电源、机载任务电源等的电压。3）将各个电源接好。4）从地面站仪表上观察无人机的陀螺仪姿态、各个电压数值、星数（至少要6颗才能起飞）、空速值（起飞前清零）、高度（高度表清零）是否正常。5）测试自驾/手动开关的切换功能。6）遥控器开伞、关伞开关的切换功能检查。7）舵机逻辑功能检查，不能出现反舵。8）停止运转检查。任务2无人机系统电气部件的检查与配换1）数字电压表的快接插头与各个电源快接插座的正负极性应一致。2）如果电压低于规定值，应当立即更换电池。6.对遥控器驱动电动机进行测试检查评议任务2无人机系统电气部件的检查与配换知识拓展1.电动机与螺旋桨的检查任务2无人机系统电气部件的检查与配换（1）检查螺旋桨主体每次飞行前后都应该检查桨叶外观是否有弯折、破损、裂纹等（见图9-11a），只要有问题，就应放弃使用并及时更换。（2）检查桨夹螺钉是否固定牢靠（见图9-11b）若桨夹螺钉未固定牢靠就起飞，则在飞行一段高度后容易出现射桨的情况。（3）检查动平衡若无人机的螺旋桨动平衡有问题，加油门的时候无人机可能会侧偏和后退。（4）检查是否有异物或松动无人机的动力装置是通过电动机与螺旋桨连接在一起的，故应检查电动机旋转是否顺滑（见图9-11c）、内部有无异物、与底座固定的螺钉是否松动（见图9-11d）任务2无人机系统电气部件的检查与配换（5）检查电动机转动是否正常用手转动转轴检查电动机是否灵活，有无不正常的摩擦、卡涩、窜轴或异常声响，同时检查电动机的各部件是否完备。2.电调的检查与维护3.抛投器的检查任务2无人机系统电气部件的检查与配换任务2无人机系统电气部件的检查与配换4.电池的检查与保养任务2无人机系统电气部件的检查与配换（1）电池的检查1）对所有电池进行电压检测（见图9-15），按收到日期计算搁置时间，根据表9-7所列标准进行判定。2）检测电池外观，确认有无摔伤、破损现象。任务2无人机系统电气部件的检查与配换（2）电池的保养与存放要求1）电池的存放要求：电芯储存温度必须在-10～45℃的范围内；长期储存电池（超过15天）须确保带电量在30%～60%，严禁满电（单节电芯电压≥3.95V）状态下储存；仓库环境温度为（23±5）℃，最高不超过30℃，湿度为（65±20）%RH。2）电池的保养要求：①电池不过放电。电池的放电曲线表明，刚开始放电时电压下降比较快，但放电到3.9～3.7V之间时电压下降不快，而一旦降至3.7V以后，电压下降速度加快，控制不好就会导致过放电，轻则损伤电池，重则会因电压太低导致炸机。任务2无人机系统电气部件的检查与配换②电池不过充电。③不满电保存。④不损坏外壳。任务小结课后训练1.请描述物流无人机系统电气部件检查的主要内容，并解释为什么这些检查对于确保无人机安全飞行至关重要。2.在物流无人机系统电气部件配换操作中，应遵循哪些基本步骤和注意事项？请提供一个简要的配换操作流程。单元10无人机系统试飞数据单元10无人机系统试飞数据单元10无人机系统试飞数据【知识目标】1.了解无人机试飞的要求及特点，熟悉试飞前故障检查与排除的方法。2.针对性地掌握飞行状态各种数据采集和状态识别的方法。【技能目标】1.按照无人机试飞要求，完成物流无人机运行各项数据的采集。2.按照无人机试飞要求，完成物流无人机异常状态与飞行状态各项数据的采集。3.按照无人机试飞要求，完成物流无人机不同飞行状态下运行性能数据的采集。【素养目标】1.具备试飞数据的基本计算分析能力。2.培养安全作业的职业意识与严谨的工作态度。3.培养对物流无人机系统运行相关岗位与职业认同感。任务1物流无人机各项数据的采集及留存任务描述任务分析相关知识1）INS导航系统采集的数据包括：IMU的角速度p、q、r和加速度ax、ay、az，电子罗盘的三轴磁通量Hx、Hy、Hz。2）GPS导航系统采集的数据包括：GPS的位置信息x、y、z和速度信息u、v、w。任务1物流无人机各项数据的采集及留存任务准备任务1物流无人机各项数据的采集及留存任务实施1.无人机试飞流程（1）测试飞行流程试飞流程如图10-3所示。任务1物流无人机各项数据的采集及留存1）在逆风或者载重时启用角度限幅降低飞行速度使压降降低，在顺风或者空载时增大飞行速度使飞行时长缩短，从而使无人机配送平台实现配送半径最优、效率最高。2）在倾斜起飞和倾斜降落时，将飞行数据和常规航线或A-B（降落抛货）-A模式进行对比，确认哪种模式效率最高，如图10-4所示。（2）通过目测京东Y3无人机信号灯实时采集运行状态1）红灯慢闪表示低电量报警；红灯快闪表示严重低电量报警；红灯常亮表示有错误（见图10-5）。任务1物流无人机各项数据的采集及留存2）红灯、黄灯交替闪烁表示指南针有故障需要校准（见图10-6）；黄灯慢闪表示无人机处于姿态模式；黄灯快闪表示遥控器信号中断；黄灯闪4次代表无人机在预热。3）绿灯慢闪表示正在使用GPS模块定位；绿灯双闪表示正在使用视觉系统定位；三种颜色连续闪烁代表正在自检（见图10-7）。任务1物流无人机各项数据的采集及留存（3）通过软件实时采集坐标有以下两种实现方法：1）打开京东Y3控制软件，单击“我的”→“选择查找无人机”，查看左下角坐标即可。2）打开京东Y3地面站，实时采集地图经纬度。（4）振动监测（见图10-8）部分飞控内部可存储振动数值，调试起来较为方便。任务1物流无人机各项数据的采集及留存2.京东Y3地面站地平仪分析及数据记录任务1物流无人机各项数据的采集及留存任务1物流无人机各项数据的采集及留存3.采集飞行数据注意事项1）起飞前飞行姿态：起飞前无人机置于水平地面，俯仰、横滚姿态应处于-1°～1°以内。2）飞行中俯仰角：飞行过程中无人机姿态受环境影响相对较大，俯仰角通常位于-20°～10°以内（当前姿态限幅为20°）。3）速度：确认飞行速度与设置的目标速度匹配。4）电压：飞行过程中电压必须大于21V。5）定位状态。任务1物流无人机各项数据的采集及留存检查评议任务1物流无人机各项数据的采集及留存问题管理1.机动性测试注意事项1）结构强度验证：观测机动飞行反向刹车过载时的结构变形，确认结构强度是否符合要求。2）控制系统性能验证：姿态模式下快速反向刹车的超调量是否正常，快速打杆时无人机内外环跟踪是否存在发散迹象，定点模式飞行时反向刹车状态是否一致。3）导航稳定性验证：机动飞行时传感器数据情况是否稳定，导航数据是否存在跳变。2.性能测试问题1）空机时验证最大航程方案：俯仰角放开至30°，在基本一致的气候环境下，飞行速度为14m/s、16m/s、18m/s时进行最大航程测试。2）在风速较大、相同航程、不同速度时，通过监测风速、俯仰角、电压、压降、里程等信息得出最优速度和最优俯仰角。任务1物流无人机各项数据的采集及留存3）按上述方法得出载重10kg时的最大航程、最优速度和最优俯仰角。4）无人机测试过程中存在的问题见表10-2。任务1物流无人机各项数据的采集及留存知识拓展1.飞控的内置与外加组件对比2.无人机的数据传输和通信方式任务小结课后训练1.在试飞过程中，如果飞控支持内部数据记录，可以分别记录哪些关键数据？请列举至少4项，并简要说明这些数据的作用。2.无人机传感器系统所采集的原始数据主要来自哪两个系统？任务2物流无人机不同飞行状态下原始性能数据的采集任务描述任务分析相关知识1.极大似然法（MLE）在试飞数据处理中的应用（1）气动参数辨识无人机的升力系数、阻力系数、俯仰力矩系数等气动参数是飞行性能分析的核心，但无法直接测量。（2）传感器误差模型参数估计试飞中传感器（如加速度计、陀螺仪）的测量误差（如零偏、尺度因子误差）会影响数据可靠性。（3）飞控参数辨识针对无人机自动驾驶仪的控制参数（如比例系数、积分系数），通过试飞中“输入指令-输出响应”数据，用极大似然法估计使响应数据概率最大的控制参数，验证控制系统设计的合理性。任务2物流无人机不同飞行状态下原始性能数据的采集适用范围如下：1）适用于“模型已知但参数未知”的场景（需先确定参数化模型，如气动参数与飞行状态的函数形式）。2）适合处理大样本试飞数据（因极大似然法在大样本下估计精度更高）。3）不适合模型假设错误或数据含大量异常值的场景（会导致参数估计偏差）。2.多项式移动平滑算法在试飞数据处理中的应用（1）原始传感器数据预处理试飞中加速度计、速度传感器、高度计等输出的原始数据常含高频噪声（如机械振动导致的加速度跳变、气流扰动导致的高度波动）。（2）飞行轨迹平滑试飞轨迹（如经度、纬度、高度随时间的变化）由GPS或惯导系统输出，可能因信号漂移产生局部波动。（3）参数趋势分析预处理对燃油流量、发动机转速等随时间变化的参数，平滑后可更直观地观察其与飞行状态（如推力设置）的关联趋势，减少噪声对趋势判断的干扰。任务2物流无人机不同飞行状态下原始性能数据的采集适用范围如下：1）适用于处理“含高频噪声但趋势明确”的时间序列数据（如传感器原始数据、轨迹数据）。2）适合飞行状态相对平稳或缓慢变化的场景（如巡航阶段），窗口大小和多项式阶数可根据噪声强度调整（噪声越强，窗口可适当增大）。3）不适合快速动态变化的数据（如急剧机动时的加速度），否则可能因过度平滑丢失关键瞬态特征。3.非线性鲁棒滤波技术在试飞数据处理中的应用（1）大机动飞行状态估计无人机做筋斗、横滚、眼镜蛇机动等大机动动作时，运动模型是非线性的（如姿态角变化剧烈、线性化模型误差大），且可能伴随传感器测量异常（如过载传感器在大过载下的瞬时跳变）。（2）多传感器数据融合（含异常值）试飞中常用多传感器（惯导、GPS、雷达、大气数据系统）融合获取状态，但传感器可能因环境干扰（如雷雨天气导致GPS信号丢失）产生异常值。任务2物流无人机不同飞行状态下原始性能数据的采集（3）恶劣环境下的导航数据处理在高原、海洋等复杂地形试飞时，GPS信号易受遮挡或多路径效应影响，导致测量噪声偏离高斯分布。1）适用于非线性飞行状态（如大迎角、大机动）或模型误差显著的场景。2）适合存在传感器异常值（如跳变、丢失）或噪声非高斯的情况（如恶劣天气、复杂电磁环境）。3）计算量相对较大（如粒子滤波），更适合离线分析或高性能机载处理系统。4.卡尔曼滤波法在试飞数据处理中的应用（1）平稳飞行状态实时估计无人机在巡航阶段（高度、速度稳定）或小幅度机动（如水平转弯）时，运动模型可近似为线性（如位置、速度的变化符合线性微分方程），且传感器噪声（如惯导漂移、GPS随机误差）接近高斯分布。（2）多传感器数据融合（高斯噪声场景）在传感器噪声符合高斯分布的场景（如晴空下的中高空试飞），卡尔曼滤波可高效融合