物流无人机操作与运维（高级） 课件 单元3 系统任务准备

单元3系统任务准备单元3系统任务准备单元3系统任务准备【知识目标】1.熟悉无人机飞行前系统准备的基本知识。2.熟悉地面站的功能。3.掌握应急预案的编制方法和编制思路，不断完善紧急情况的应急处理能力。【技能目标】1.能依据作业需求与选配的无人机系统，完成无人机运营与调度。2.能完成定位系统失效、动力失效等应急情况处置预案的设计与制定。3.能完成作业小组内其他无人机运行相关人员飞行准备工作的指挥。4.能完成飞行准备阶段内无人机平台、地面站检查测试情况的监控。【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。任务1物流无人机的运营与调度任务描述任务分析相关知识1.京东无人机运营平台APP2.无人机运营规范1）无人机起飞前须对机体进行全面的安全检查，保证无人机通信正常。2）货物摆放尽量保持重心在箱子中心位置。3）在无人机上装卸载荷箱请轻拿轻放。4）电池拆装须注意连接线的安装规范。5）起飞前确保收货地有人收货。任务1物流无人机的运营与调度6）接到收货人确认后，无人机方可起飞返航。7）无人机完成配送任务入库前须进行全面安全检查并保持机体清洁。8）无人机及相关配件入库后需摆放在固定位置。9）无人机须定期进行全面检修和保养。10）保持机库的清洁卫生，非配送站人员不得入内。任务准备1.装有无人机运营平台APP的计算机设备或移动设备。2.目标订单信息。3.无人机机型信息。任务实施1.登录APP任务1物流无人机的运营与调度2.运单服务（1）订单创建1）进入系统后，在首页找到“发货”，单击右上角的“+”创建订单，如图3-2所示。任务1物流无人机的运营与调度2）选择“航班”，在搜索框中输入航班名称，从查询结果的航班列中选择运单的航班，单击“确定”，如图3-3所示。任务1物流无人机的运营与调度（2）绑定无人机与订单依次单击“首页”“发货”“运单详情”，进入绑定页面，如图3-4所示。1）绑定无人机：单击“添加飞机”后通过扫描无人机上的二维码来绑定无人机。2）绑定订单：单击“添加订单”后通过扫描订单上的二维码来绑定订单。任务1物流无人机的运营与调度（3）飞行前检查在运单详情页面单击“检测无人机”，进入“飞机前检查”项判断，如图3-5所示，逐项判断无人机检查项。（4）提交订单如图3-6所示，单击“提交订单”，然后单击“确认起飞”，无人机状态为“飞行中”，运单状态为“派送中”。任务1物流无人机的运营与调度任务1物流无人机的运营与调度检查评议任务1物流无人机的运营与调度知识拓展1.电池的电压2.电芯的承受电压3.充电注意事项1）充电时的温度范围为5～45℃。2）充电电流不得超过规格书标识的最大电流，一般不得超过2C。3）存在鼓胀、变形、泄漏现象或电压低于3.2V的电池不可进行充电；室温下充电前电芯的温度不得超过40℃。4）充电的上限电压不得超过4.2V，充电时的温度不应高于45℃。5）建议选用正规厂家生产、质量可靠的充电器，电池组建议采用具有平衡功能的充电器，不可对两组或两组以上电池进行并联充电。任务1物流无人机的运营与调度4.放电注意事项1）放电时的温度范围为10～45℃。2）放电电流不得超过规格书标识的最大电流。3）存在鼓胀、变形、泄漏现象或压差≥100mV的电池不可进行放电。4）放电的下限电压不得低于3.2V，大电流放电后电池表面温度不应高于70℃。任务小结课后训练1.请简述无人机运营规范的具体要求。2.根据实际要求，实现无人机与订单的绑定。任务2物流无人机配送前的航线规划任务描述任务分析相关知识1.勘察人员能力要求1）具备可以评估无人机在某种地理环境下是否能够飞行的专业能力。2）具备信息采集整理能力（对航线周边环境进行数据采集、航拍勘察等）。2.航线勘察流程3.运营航线开设前的准备（1）开设要求1）距离民航机场大于30km（根据当地民航法律规范要求）。任务2物流无人机配送前的航线规划2）周边无禁飞区（军事管理区、重要战略设施区域等政治敏感区域）。3）存在符合规定的起降场地。4）避让人口密集区、建筑物密集区，避让气候、地形等其他因素对无人机飞行有影响的运营航线。5）存在一定的任务规划价值。（2）线上调研1）将规划区域的站点信息使用地图工具整理标注（推荐工具：Earth、Omap）。2）首先在卫星地图上进行第一次筛选，初步判断此站点是否符合空域申请标准。任务2物流无人机配送前的航线规划3）将符合空域申请标准的站点进行第二次筛选，筛选出符合无人机运营标准的站点：是否有条件规划安全的运营航线，是否在人口密集区或建筑物密集区，是否在无法飞跃的山区或高海拔落差的环境等。4）调查备选站点当地历史天气，把历史天气数据导出分析可运营的天数（影响要素包括是否雨天、风速大小等）。5）将二次筛选出的结果汇总作为可实地勘测站点，进行实地勘测。任务2物流无人机配送前的航线规划4.航线勘察管理（1）航线规划影响要素1）人文要素。2）道路要素。3）距离要素。4）工程要素。5）电磁要素。6）通信要素。7）政策要素。8）气候要素。9）任务要素。任务2物流无人机配送前的航线规划10）适宜作为航线的地形地貌：农田、河流、树林上方，海平面上方（有条件），乱石嶙峋的荒地上方，废弃工厂、矿场（有条件）上方。11）容易疏忽的不适宜的地形地貌：山谷上方（风口），常态4级风以上的海平面上方，淡水湖（大部分为候鸟栖息地），电厂、化工厂等的烟囱附近。（2）航点定义通常，抛货点都是不适合直线往返的，会有需要做一些避让的路径（如避开建筑物上空）。任务2物流无人机配送前的航线规划5.起降点要求1）起降点周边应选择在人口分布松散区，如果在人口密集区，应有至少一条可规划方向。2）周边电磁信号简单，尽量避开高压变电站、强磁环境，同时保证航线周边运营商基站分布合理。3）周边区域气象环境应尽量简单，气候变化规律，在风力、风向、湿度、温度等方面满足基本的运营条件。4）起降点之间地形变化尽量缓慢，地理高度落差小（经纬度、高度量化）。5）对于起降点场地，需至少有水泥硬度的落地场景，起降点周边30m半径内没有显著的高大建筑、树木及电线等电磁干扰源。6）起降点选择要与当地协调，特殊区域要考虑国家政策是否支持。7）根据实际物流订单任务，合理对起降点进行统筹规划。6.基站位置要求1）建筑物楼顶或周围及上方无遮挡的空地。任务2物流无人机配送前的航线规划2）基站位置固定，不可被触碰。3）在起飞点周围，方便架设使用。7.数据采集要求1）对起降点、备降点及周边环境拍照、录视频，并留存。2）对全程不安全影响因素进行标注。3）对经纬度、高度数据进行采集。4）对航线或沿途路线进行信号测试。5）对转折航点进行标注与地形勘察。6）对起降点、备降点、避让航点及全程GPS星数进行测试记录（可通过手机GPS工具箱或航拍无人机GPS星数界面截图、录屏等进行记录）。8.航线规划要求任务2物流无人机配送前的航线规划9.航线验证10.航线勘察报告要求任务准备1.硬件准备（1）环境类——风速计（特殊场景配备，如海岛）风速计是测量风速与风向的仪器。（2）装备类——勘察无人机勘察无人机（见图3-10）主要用于在航线勘察过程中，搭载相关传感器或相机，勘察预规划航线周边的环境状态。任务2物流无人机配送前的航线规划（3）装备类——航线规划设备航线规划设备的配置清单、接口说明和面板说明如图3-11～图3-13所示。任务2物流无人机配送前的航线规划2.软件准备（1）地图类——GoogleEarth

GoogleEarth拥有强大的地图数据分析能力。任务2物流无人机配送前的航线规划（2）地图类——Omap（手机版、PC版均可）Omap即奥维互动地图，它集成谷歌地图、卫星图、地形图、Bing卫星图、等高线地图、三维地图、全球地图离线下载、语音导航位置分享、记录轨迹、指南针等功能与一体，可进行距离测量、范围标注、可视化标注、获取经纬度及高度等功能。任务2物流无人机配送前的航线规划（3）电磁类——GPS工具箱GPS工具箱是一款比较专业的具有导航、定位、线路追踪等功能的手机软件，利用它可以方便地进行航线勘察、数据采集、位置标记等。（4）电磁类——4G路测软件4G路测软件主要用于测量周边环境中基站收发的信号质量，从而进行网络优化。任务2物流无人机配送前的航线规划任务实施1.确定订单信息2.确定起降点的位置3.收集配送航线上的相关信息1）空域信息集成：接入中国民航局等发布的空域数据、实时动态限制。2）航线自动规划：基于起点、终点、货物信息、实时空域状况、气象信息、无人机性能参数等，自动生成最优（或次优）航线。3）可设置需考虑的因素：需考虑的因素包括距离最短、时间最快、能耗最低、避开禁飞区/人口稠密区/敏感设施、符合飞行高度规定等。4）动态重规划：在飞行中实时监控飞行状态，如遇突发情况（新出现的障碍、临时空域管制、天气突变等），系统能快速计算并下发新的安全航线。任务2物流无人机配送前的航线规划5）冲突消解：管理同一空域内多架无人机的飞行，避免碰撞，确保间隔安全。6）与监管平台对接：符合中国民航局无人驾驶航空器空管信息服务系统（UTMISS）等的监管要求，实现飞行计划报备、动态监视。（1）航线规划航线分为机载航线与本地航线两种。任务2物流无人机配送前的航线规划（2）航线编辑如图3-18所示，在“默认工具”中选择“航线编辑”工具。1）航线高度、飞行速度、上升下降速度。2）机头方向。任务2物流无人机配送前的航线规划3）机头沿航线方向：勾选后，飞行器在飞向某航点时，机头会自动调整至朝向此航点。4）悬停时间与拐弯方式。5）循环航线：勾选后飞行器会执行循环操作。6）闭合航线：勾选后地面站会显示航线的闭合。7）上传航线：把本地航点上传至飞行器。8）删除所有航点。9）保存修改：修改本地航点的参数。注意：1）当设置闭合航线时，飞行器在执行完最后一个航点时会返回航点1重新继续执行航线，直至切出自驾模式才会停止航线飞行。2）当需要删除机载航线时，需要把本地航线删除，然后把空的航线上传，即可删除飞行器上的机载航线。任务2物流无人机配送前的航线规划1）航点列表：选择目标航点。2）航点的经度与纬度，飞行速度、高度。3）机头方向与机头沿航线方向。4）悬停时间与转弯方式。5）上传航线。6）删除航点：删除的是当前的目标航点。7）确认修改：修改本地航点的参数。“精准规划”选项卡（见图3-21）的作用是基于某个航点规划下一航点，可对以下项目进行设置：1）选择基准点。2）设置需要生成的航点距离基准点的距离。3）设置需要生成的航点与基准点在水平面上的夹角（夹角大小为0°～360°，沿顺时针方向递增，正北方向为0°或360°）。任务2物流无人机配送前的航线规划4）删除航点。5）创建航点：会自动生成在返航点上。任务2物流无人机配送前的航线规划（3）航线模板在“默认工具”中选择“航线模板”工具，如图3-22所示。“模板区域”选项卡（见图3-23）用于规划出航线生成的范围，可对以下项目进行设置：1）模板区域的横边长度。2）模板区域的竖边长度。3）区域角度：使区域沿顺时针方向旋转0°～360°。任务2物流无人机配送前的航线规划任务2物流无人机配送前的航线规划4）创建模板：按照设置生成模板。5）保存航线：把当前飞行器航线保存到设备中。6）加载航线：把飞行器航线文件加载到地面站中。“模板选择”选项卡（见图3-24）用于设置模板类型与航线参数，可对以下项目进行设置：1）模板选择：模板分为弓形航线、圆形航线两种。2）航点数量。3）起始边：用于调整航线的起始位置。4）航线方向：用于修改航线的起始位置。5）区域角度：用于旋转航线以及模板区域，输入0°～360°，即从正北方向开始顺时针旋转相应角度。6）上传航线。7）删除所有航点。8）生成航线。任务2物流无人机配送前的航线规划任务2物流无人机配送前的航线规划“飞行参数”选项卡（见图3-25）用于设置航点的参数，可对以下项目进行设置：1）高度、飞行速度、上升下降速度。2）机头方向与机头沿航线方向。3）悬停时间与拐弯方式。4）循环航线。5）闭合航线。6）上传航线。7）删除所有航点。8）生成航线。（4）上传航线航线规划完成后，单击“上传航线”就可以开始进行上传航线的步骤，如图3-26所示。任务2物流无人机配送前的航线规划（5）航点激活单击航线窗口上方的“家乡航点”后弹出“激活航点窗口”对话框，如图3-28所示，然后选择需要的航点（例如航点4），单击“激活”即可。（6）航点类型修改航点类型可以修改为普通航点或跳转航点，修改步骤如下：1）在下方显示栏选中需要修改的航点，如图3-29所示。2）单击右方信息栏的橙色部分，选择需要的航点类型。3）设置完成后单击“保存”。任务2物流无人机配送前的航线规划任务2物流无人机配送前的航线规划任务2物流无人机配送前的航线规划任务2物流无人机配送前的航线规划任务2物流无人机配送前的航线规划任务2物流无人机配送前的航线规划4.参数设置1）连接飞行器时，单击左上角的“参数设置”即可进入图3-31所示的界面。任务2物流无人机配送前的航线规划2）在设置界面中单击下方的“参数设置”图标即可进入图3-32所示的界面。任务2物流无人机配送前的航线规划任务2物流无人机配送前的航线规划5.手动规划航线1）选择“任务规划”→“手动规划”，在地图上开始规划航点。2）规划完成后单击屏幕上方的“结束”。3）设定高度、速度、任务、模式等参数。4）航点属性设置完成后，可以进行航线保存或上传航点到飞控。任务2物流无人机配送前的航线规划检查评议任务2物流无人机配送前的航线规划知识拓展1.磁罗盘校准任务2物流无人机配送前的航线规划2.遥控器校准任务2物流无人机配送前的航线规划1）拨动通道5的开关可以切换无人机的不同飞行模式（见表3-4）。2）第6～12通道可自定义飞行模式，可设置的飞行模式见表3-5。任务2物流无人机配送前的航线规划3.电动机测试1）飞行器的电动机的转向及状态。任务2物流无人机配送前的航线规划2）桨翼安装是否有误。3）激活的电动机与实际转动的电动机是否一致。4）全部电动机的电调是否一致。4.传感器设置任务2物流无人机配送前的航线规划（1）加速度计校准加速度计校准前必须把飞控放在水平面上，若飞控已安装于飞行器上，则必须确保飞控安装的平面与飞行器放置的平面相互平行，满足以上条件后再进行加速度计校准。（2）IMU（飞控）位置设置实际量出飞控距离重心位置的距离，然后把距离输入至对应的位置，并且确保正负值设置无误。（3）GPS模块位置设置实际量出GPS模块距离重心位置的距离，然后把距离输入至对应的位置，并且确保正负值设置无误。5.配置更新任务2物流无人机配送前的航线规划任务小结课后训练1.在实施城市区域内规划物流无人机配送的航线时，不会影响其可行性的因素有哪些？2.实地勘察航线的主要目的是什么？并简要说明其重要性。任务3无人机飞行前的地面站测试任务描述任务分析相关知识1.地面站功能（1）飞行监控功能无人机通过无线数据传输链路，下传无人机当前的各状态信息。（2）地图导航功能根据无人机下传的经纬度信息，将无人机的飞行轨迹标注在电子地图上。（3）任务回放功能根据保存在数据库中的飞行数据，在任务结束后，使用回放功能可以详细地观察飞行过程的每一个细节，检查任务执行效果。（4）天线控制功能地面站实时监控天线的轴角，并能根据天线返回的信息对天线校零，使之能始终对准无人机，跟踪无人机飞行。任务3无人机飞行前的地面站测试2.地面站模块（1）导航数据库导航数据库是无人机地面站系统中极其重要的一部分，航点及航线信息、任务记录信息、系统配置信息、历次飞行数据等都保存在导航数据库中。（2）用户界面用户界面是地面控制人员与无人机交互的窗口。（3）地图导航模块地图导航模块是根据无人机下传的经纬度和高程信息，将无人机的当前位置标注在地图上，同时标注无人机的飞行轨迹。（4）串口通信模块串口通信模块采用第三方串口通信类。3.京东无人机地面站（1）启动软件要安装京东无人机地面站软件，操作系统须满足Windows7及以上版本（.NET4.5以上）。任务3无人机飞行前的地面站测试（2）地面站界面地面站界面首页如图3-40所示，主要包括机型配置、功能设置、任务规划、常用指令、航空仪表、作业管理、一键居中几部分。任务3无人机飞行前的地面站测试1）机型配置：设置飞行器机型、PID参数、遥控器校准、电动机检测等。2）功能设置：包括通信设置、版本设置、下载功能及搜索功能等。3）任务规划：包括手动规划、智能规划、区域规划、航线加载等航线编辑及规划命令。4）常用指令：包括校准指令、飞行指令和起飞指令等飞行操作命令。5）航空仪表：设置姿态仪表、飞行信息等窗口的关闭或开启。6）作业管理：从POS（定位测姿系统）读取位置和姿态数据；收集并处理飞行过程中的实时任务3无人机飞行前的地面站测试数据；通过数据回放功能实现航迹的精确还原与复现。7）一键居中：把无人机定位点居中到显示器中心。（3）仪表板仪表板显示的内容如图3-41所示。（4）校准功能京东无人机地面站还有水平校准和磁校准两种校准功能，具体校准方法如下：1）单击地面站的“磁校准”命令至LED灯变为绿色常亮。2）将飞行器水平端起顺时针旋转（见图3-42）至LED灯变为蓝色常亮。3）此时将飞行器机头朝上竖直旋转（见图3-43）至蓝灯熄灭。4）若蓝灯熄灭后变为红灯常亮，则表示磁校准失败，需重新通电重做磁校准。5）如果提示灯正常闪烁则表示校准成功。然后切断电源，重新给飞控供电。任务3无人机飞行前的地面站测试任务3无人机飞行前的地面站测试（5）起飞指令起飞指令如图3-44所示，各指令的功能如下：任务3无人机飞行前的地面站测试4.一键操控界面任务3无人机飞行前的地面站测试任务3无人机飞行前的地面站测试1）在虚拟手柄关闭的情况下，飞行器都处于遥控器控制的状态下；当虚拟手柄打开时，则为地面站控制。2）当需要恢复成遥控器控制时，关闭虚拟手柄或者切换到其他飞行模式即可。3）使用遥控器直接获取控制时，请确保油门处于正确位置。4）若通信质量较差，可能会出现接管延时，应采取相应措施应对。5）工作人员时刻注意飞行器状态，预测到有危险情况时，请尽量提前接管。6）遥控器切换至高度保持模式后，应等飞行器悬停稳定后再操控飞行器。任务3无人机飞行前的地面站测试5.解锁起飞任务3无人机飞行前的地面站测试6.降落锁定任务3无人机飞行前的地面站测试任务准备1.默认设置任务3无人机飞行前的地面站测试2.感度设置任务3无人机飞行前的地面站测试任务实施1.地面站运行及参数设置（1）地面站运行地面站软件使用压缩包的方式发布，使用时只需将压缩包解压缩至目标文件夹即可。任务3无人机飞行前的地面站测试1）账号登录需要注册账户。2）本地登录无须填写账号，以不连接云管理服务的状态直接进入地面站。（2）参数设置未连接飞行器时，在设置界面中单击“参数设置”即可进入参数设置界面，如图3-53所示。（3）地面站许可证添加未连接飞行器时，在设置界面中单击“许可证管理”即可进入图3-54所示的界面，可以单击右下的“增加许可证文件”来添加许可证文件，也可以用鼠标直接把许可证文件拖动到该界面区域进行添加。任务3无人机飞行前的地面站测试任务3无人机飞行前的地面站测试（4）固件更新未连接飞行器时，在设置界面中单击“固件更新”即可进入固件更新界面，然后按提示进行操作即可，更新完成界面如图3-55所示。任务3无人机飞行前的地面站测试2.飞行器连接任务3无人机飞行前的地面站测试3.物流无人机地面站测试1）双击计算机桌面上的“FinixViewGE”图标打开地面站，如图3-57所示。任务3无人机飞行前的地面站测试2）连接飞行器。①飞控通电。②单击“通信设置”，出现图3-58所示对话框。③选择“网络通信”。④填写每架无人机航灯对应的端口号。端口号设置完成后，关闭“通信设置”对话框。⑤单击“连接”，出现“连接成功”提示框后，单击“确定”，如图3-59所示。⑥此时即可观察无人机实时状态数据显示。任务3无人机飞行前的地面站测试3）信息检查（见图3-60）。4）单击“设置”，设置报警电压，如图3-61所示。5）单击图3-62中的“语音报警”选项卡，设置相关内容。6）单击“地图海拔”，设置高度补偿值，如图3-63所示。任务3无人机飞行前的地面站测试7）将光标放在地图上，按住左键移动鼠标可以水平移动地图；将光标放在地图上，单击后，按住鼠标滚轮移动鼠标可以转动地图查看立体地图，如图3-64所示。任务3无人机飞行前的地面站测试任务3无人机飞行前的地面站测试8）单击“航迹设置”，弹出“航线编辑”对话框，单击“加载”即可加载已保存的航线，如图3-65所示。9）选择已保存的航线，如图3-66所示，单击“打开”进行加载。任务3无人机飞行前的地面站测试10）上