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关于消费级无人机遇大风的处理策略设想

站长折腾 KANZHAJI 708浏览 1评论  赞 1

2016年9月19日大疆创新发布了飞友翘首以盼的首台折叠便携无人机,即使放到今日,依旧是DJI当红销量头牌的MAVIC PRO,其众多开创性设计震撼了消费级无人机领域。

大部分消费者关注的是紧凑折叠机身结构,迷你却不缩水的三轴4K相机云台,当然还有DJI头一遭使用LED小屏显示飞行参数的精巧遥控器。可消费者知之甚少的是,伴随MAVIC PRO发布更新的DJI GO 4版本步进,悄然把一个预防性告警功能加入了其中,也就是后来飞手在高空和大风天气会偶尔遇到的大风预警弹出。

众所周知,消费级多旋翼无人机不存在机体失速的概念,所以多旋翼无人机尚无配备空速硬件,APP界面所显示飞行速度其实仅为卫星数据计算得出的地速而已,真实空速是未知的,也就是消费级多旋翼无人机其实没有获取真实空速(风力)的硬件基础,那DJI GO 4又如何实现大风告警呢?
其实MAVIC PRO的大风告警是机载飞控通过电流开销检测、用户打杆量、飞行器姿态、持续变量进行综合考量,估算得出的。当大于预设参数指标时,DJI GO 4 APP飞行界面弹出告警框,提示用户目前风速较大,应尽量保持在视距内。而MAVIC PRO的体积其实相当小巧,要目视~~ 潜台词就是让你降低高度飞得离自己近一点。从而规避大风影响,避免无法飞回返航点导致的飞丢事故,而逆风正是这里面最要机(无人机)命的。

虽然这个功能尚是2016年大疆创新在消费级无人机的首创,可这个功能已经发布两年了,依旧仅有告警,并无飞控层面的具体执行策略,是残缺的。而MAVIC PRO、AIR等作为很多新手的入门机,并不清楚风速较大可能带来什么直接后果,对大风告警置若罔闻而飞丢的也依旧大有人在。

吃过晚饭后…..

站长便陷入了深深的沉思~ 并在大脑里开始了YY,明天早上吃什么好呢…不对!是该怎么改进捏  :22

根据站长的一般经验,大逆风首先会出现的第一征兆就是返航速度变慢,耗电量剧增,其次会观察到飞机仰俯姿态值明显变大,这时候需要在环境可能(不失控的情况下,因为失控返航的最大速度根本不足以抗逆风)的情况下尽可能降低高度(一般来说高度越高风力越大),并以最大速度飞回返航点,理想的返航状况是飞机以最大速度前飞,并同时以最大下沉速率下降。
有实操经验作为参考,那我们就从以下几个角度入手。

大疆创新的智能电量策略以保全飞行器作为优先考量,低于智能电量计算的最低返航值会优先降落无人机,当大逆风造成返航速度过慢和耗电剧增,迫降电量点就会提前来到。也就是新手在大风情况下经常遇到的,还有17%电量,但是智能电量计算因为返航速度这个因子过低+耗电量剧增,即开始执行迫降过程。

1、逆风判断:返航地速小于10米/秒,飞控便判定为处于大逆风状态,触发大风返航策略。

遭遇过大逆风的飞友都知道,由于返航速度仅10M/s的限制会导致逆风无法执行返航,风力更大时甚至会越飞越远。用返航地速来区分是否处于逆风状态,应该是无可厚非的。

2、大风返航策略下切换到运动模式(损失避障能力)以对抗风力,同时下降速率也提升至6~14米/秒尽快下降。

不过这点我需要展开说一下,其实从精灵4P、悟2开始,其飞控软件已经应用了气动控制率扩展飞行包线,前飞速度超过10米/秒时,最大下降速度可以下探到5米/秒,运动模式下可以达到6米/秒,后者更是可以达到惊人的9米/秒俯冲,大风面前,尽快降低高度是规避逆风冲刷的首要法则。

既然都已经大逆风了,还对下降速率管制那么多也没用啊~~~ 而多旋翼无人机为何上升速率总是大于下降速率,是因为多旋翼的工作方式跟直升机一样存在涡流环问题,降低下降速率最初是用来规避多旋翼无人机原地下降,下洗气流形成涡流环造成螺旋桨出力“打滑”,涡流环循环恶化最终将导致升力丧失而坠机,以上知识点在站长旧作《多旋翼飞行器下沉速率与稳定性的关系》有详细阐述,在这里就不多言了。而大逆风情况下恰恰涡流环产生概率极低,在飞控硬件支持的范围内,应以最大速度下降达到返航高度,而不是常规限制下的3~5米/秒。

3、大风策略的避风高度独立设置。

当大风返航策略被触发时,根据避风高度以最大速度、最大下降速率坡降到避风高度,尽可能避开大逆风冲刷,然后直线奔向返航点,直到返航点上方再做最后下降动作。避风高度一般设定要低于返航高度,但大于飞行线路上最高建筑物的高度。

通过以上三条策略,应该可以满足绝大部分大风场景下的安全返航。

当然,极端情况下如果飞手可以将默认20%的严重低压降低到10%,在运动模式+最大下降速度下,10%也能带来可观的飞行距离,无人机生存的概率又多了一分。
妥善处理大风策略,可以挽救更多飞手的无人机不会消逝在风中~~ 以上算是站长对大风返航策略YY出来的设想,难免考虑不足,仅仅提供一种思路罢了。

 

随着DJI Mavic 2发布的临近,作为消费级无人机业内领头羊的大疆创新,这次会带来什么作品呢~~ :ddwed


(作者:OsitaLV)

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网友最新评论 (1)

  1. 站长威武,给大家科普知识。 之前我也给大疆的app反馈过,各种告警信息跟PC上的流氓软件一样,一个接一个,但是呢,飞机不还在那飞吗! 对于警告信息,文字表述必须是非常明确的,类似“请注意飞行安全”,“请谨慎飞行”这样模棱两可的信息,根本不应该出现在警告信息里。大疆应该多参考一些成熟行业中中警示信息的表述。
    liansh1年前 (2018-07-17) [广东省深圳市 电信网友]回复