關(guān)于消費級無人機遇大風的處理策略設(shè)想

2018-07-23 17:00來源:/

原標題：關(guān)于消費級無人機遇大風的處理策略設(shè)想

2016年9月19日大疆創(chuàng)新發(fā)布了飛友翹首以盼的首臺折疊便攜無人機，即使放到今日，依舊是dji當紅銷量頭牌的mavic pro，其眾多開創(chuàng)性設(shè)計震撼了消費級無人機領(lǐng)域。

大部分消費者關(guān)注的是緊湊折疊機身結(jié)構(gòu)，迷你卻不縮水的三軸4k相機云臺，當然還有dji頭一遭使用led小屏顯示飛行參數(shù)的精巧遙控器。可消費者知之甚少的是，伴隨mavic pro發(fā)布更新的dji go 4版本步進，悄然把一個預防性告警功能加入了其中，也就是后來飛手在高空和大風天氣會偶爾遇到的大風預警彈出。

眾所周知，消費級多旋翼無人機不存在機體失速的概念，所以多旋翼無人機尚無配備空速硬件，app界面所顯示飛行速度其實僅為衛(wèi)星數(shù)據(jù)計算得出的地速而已，真實空速是未知的，也就是消費級多旋翼無人機其實沒有獲取真實空速（風力）的硬件基礎(chǔ)，那dji go 4又如何實現(xiàn)大風告警呢？

其實mavic pro的大風告警是機載飛控通過電流開銷檢測、用戶打桿量、飛行器姿態(tài)、持續(xù)變量進行綜合考量，估算得出的。當大于預設(shè)參數(shù)指標時，dji go 4 app飛行界面彈出告警框，提示用戶目前風速較大，應盡量保持在視距內(nèi)。而mavic pro的體積其實相當小巧，要目視～～ 潛臺詞就是讓你降低高度飛得離自己近一點。從而規(guī)避大風影響，避免無法飛回返航點導致的飛丟事故，而逆風正是這里面最要機(無人機)命的。

雖然這個功能尚是2016年大疆創(chuàng)新在消費級無人機的首創(chuàng)，可這個功能已經(jīng)發(fā)布兩年了，依舊僅有告警，并無飛控層面的具體執(zhí)行策略，是殘缺的。而mavic pro、air等作為很多新手的入門機，并不清楚風速較大可能帶來什么直接后果，對大風告警置若罔聞而飛丟的也依舊大有人在。

吃過晚飯后…..

站長便陷入了深深的沉思~ 并在大腦里開始了yy，明天早上吃什么好呢…不對！是該怎么改進捏

根據(jù)站長的一般經(jīng)驗，大逆風首先會出現(xiàn)的第一征兆就是返航速度變慢，耗電量劇增，其次會觀察到飛機仰俯姿態(tài)值明顯變大，這時候需要在環(huán)境可能(不失控的情況下，因為失控返航的最大速度根本不足以抗逆風)的情況下盡可能降低高度(一般來說高度越高風力越大)，并以最大速度飛回返航點，理想的返航狀況是飛機以最大速度前飛，并同時以最大下沉速率下降。

有實操經(jīng)驗作為參考，那我們就從以下幾個角度入手。

1、逆風判斷：返航地速小于10米/秒，飛控便判定為處于大逆風狀態(tài)，觸發(fā)大風返航策略。

遭遇過大逆風的飛友都知道，由于返航速度僅10m/s的限制會導致逆風無法執(zhí)行返航，風力更大時甚至會越飛越遠。用返航地速來區(qū)分是否處于逆風狀態(tài)，應該是無可厚非的。

2、大風返航策略下切換到運動模式（損失避障能力）以對抗風力，同時下降速率也提升至6~14米/秒盡快下降。

不過這點我需要展開說一下，其實從精靈4p、悟2開始，其飛控軟件已經(jīng)應用了氣動控制率擴展飛行包線，前飛速度超過10米/秒時，最大下降速度可以下探到5米/秒，運動模式下可以達到6米/秒，后者更是可以達到驚人的9米/秒俯沖，大風面前，盡快降低高度是規(guī)避逆風沖刷的首要法則。

既然都已經(jīng)大逆風了，還對下降速率管制那么多也沒用啊～～～ 而多旋翼無人機為何上升速率總是大于下降速率，是因為多旋翼的工作方式跟直升機一樣存在渦流環(huán)問題，降低下降速率最初是用來規(guī)避多旋翼無人機原地下降，下洗氣流形成渦流環(huán)造成螺旋槳出力“打滑”，渦流環(huán)循環(huán)惡化最終將導致升力喪失而墜機，以上知識點在站長舊作《多旋翼飛行器下沉速率與穩(wěn)定性的關(guān)系》有詳細闡述，在這里就不多言了。而大逆風情況下恰恰渦流環(huán)產(chǎn)生概率極低，在飛控硬件支持的范圍內(nèi)，應以最大速度下降達到返航高度，而不是常規(guī)限制下的3～5米/秒。

3、大風策略的避風高度獨立設(shè)置。

當大風返航策略被觸發(fā)時，根據(jù)避風高度以最大速度、最大下降速率坡降到避風高度，盡可能避開大逆風沖刷，然后直線奔向返航點，直到返航點上方再做最后下降動作。避風高度一般設(shè)定要低于返航高度，但大于飛行線路上最高建筑物的高度。

通過以上三條策略，應該可以滿足絕大部分大風場景下的安全返航。

當然，極端情況下如果飛手可以將默認20%的嚴重低壓降低到10%，在運動模式+最大下降速度下，10%也能帶來可觀的飛行距離，無人機生存的概率又多了一分。

妥善處理大風策略，可以挽救更多飛手的無人機不會消逝在風中～～ 以上算是站長對大風返航策略yy出來的設(shè)想，難免考慮不足，僅僅提供一種思路罷了。

隨著dji mavic 2發(fā)布的臨近，作為消費級無人機業(yè)內(nèi)領(lǐng)頭羊的大疆創(chuàng)新，這次會帶來什么作品呢～～

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