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無人機(jī)整機(jī)
無人機(jī)配件
無人機(jī)服務(wù)
設(shè)備與工具PART.1
作業(yè)背景
西南橫斷山區(qū)山高谷深，河流湍急，河床落差巨大，水力資源極為豐富。為充分開發(fā)利用這里的水資源，大型水電建設(shè)正在這里如火如荼地進(jìn)行，具有代表性的白鶴灘水電站、烏東德水電站，無論是裝機(jī)容量還是庫容規(guī)模，都屬于超大型級別。此次作業(yè)任務(wù)是為了完成西藏某水電站建設(shè)前期的地形地貌勘測工作。
測量的小伙伴都知道，航測難度系數(shù)最高的地方非橫斷山區(qū)莫屬。這里山高谷深，地形起伏巨大，交通極為復(fù)雜。在這里走路，五步一喘十步一歇，天氣變幻多端，飛行極為不易。橫斷山區(qū)往北的川藏段，山脈不僅陡峭險(xiǎn)峻，氣候相對于云南境內(nèi)也要更加惡劣。
此次測區(qū)位于西藏境內(nèi)瀾滄江兩岸，億萬年的流水切割，在高原上劃出了一道深深的溝壑。從旁邊的雪山到測區(qū)所在的谷底，垂直落差達(dá)三千多米。該區(qū)域荒無人煙，僅零星坐落著幾個(gè)沒有通電、過著素樸生活的自然村落，村民乘摩托車進(jìn)出需要兩個(gè)小時(shí)，如此復(fù)雜的地形意味著飛行是一項(xiàng)艱巨的挑戰(zhàn)。
圖1 測區(qū)航拍
PART.2
飛行平臺
本項(xiàng)目測區(qū)為長30公里、寬600米的瀾滄江及其兩岸區(qū)域，這里山勢陡峭，很少有平坦開闊適合無人機(jī)起降的位置。實(shí)際作業(yè)過程中飛機(jī)起降場地到測區(qū)直線距離最遠(yuǎn)達(dá)20公里，同時(shí)測區(qū)相對于起飛點(diǎn)海拔從-570m到1650m不等，高差達(dá)到2220米?？紤]到本次作業(yè)任務(wù)的安全、精度和效率要求，飛馬機(jī)器人技術(shù)人員選用了V500傾斜版無人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作。
圖2 測區(qū)作業(yè)的V500
PART.3
外業(yè)作業(yè)
3.1 航線規(guī)劃
首先將測區(qū)KML導(dǎo)入到飛馬無人機(jī)管家智航線，設(shè)置飛行高度、勾選變高、重疊度、激光點(diǎn)頻等基本參數(shù)后即可自動生成測區(qū)航線，檢查無誤后即可進(jìn)行飛行作業(yè)。簡單快捷的航線規(guī)劃軟件為外業(yè)節(jié)省了大量的時(shí)間和精力，航線自檢系統(tǒng)可自主識別與DSM的距離是否安全，并可通過“分享飛行工程”功能把航線分享給其他作業(yè)人員，供其查看或用于作業(yè)任務(wù)。此外，V500的變高飛行能力，使其在大高差地形下依然可以獲取同等分辨率的影像數(shù)據(jù)。
圖3 V500變高航線圖
本次規(guī)劃變高航線400m、GSD6.3cm、重疊率80%×65%、飛行速度16m/s，測區(qū)高差極大，單架次航線落差可達(dá)千米。
3.2 起飛場地選擇
V500具備極小的盤旋半徑，僅有80m，固定翼切換高度可在50m至500m之間任意設(shè)置，這意味著V500對起飛場地空間要求較小。測區(qū)地形復(fù)雜，少有地勢開闊、地面平整能夠滿足起降條件的場地，且峽谷地貌導(dǎo)致風(fēng)速急、風(fēng)向亂，旋翼切換固定翼高度設(shè)置太高會增加飛機(jī)旋翼受風(fēng)時(shí)間，切換高度過低會離山體較近。因此，旋翼固定翼切換高度需要根據(jù)地形和現(xiàn)場風(fēng)力計(jì)算一個(gè)最優(yōu)值。測區(qū)附近受地形遮擋嚴(yán)重，搜星較差，大部分區(qū)域無網(wǎng)絡(luò)甚至無網(wǎng)絡(luò)RTK覆蓋，尋找合適的起降場地極其困難，最終作業(yè)人員只在距離測區(qū)上游和下游各14km處的山頂尋找到幾處可供起降的場地。
上游起降場地的選擇
測區(qū)上游的起降場地選擇在A 點(diǎn)和B點(diǎn)，海拔分別為4500m和3780m，其中A點(diǎn)到B點(diǎn)小路泥濘彎曲，坡度較大，需要駕車行駛1小時(shí)才能抵達(dá)。當(dāng)測區(qū)云層低、風(fēng)力弱的時(shí)候技術(shù)人員選擇A點(diǎn)起飛，一方面可以避免整個(gè)入航返航飛機(jī)在云層中飛行，另一方面也可節(jié)省行車時(shí)間；當(dāng)風(fēng)大和云高時(shí)，技術(shù)人員會多開1小時(shí)車到達(dá)B點(diǎn)起飛，一方面可以縮短入航返航的距離和時(shí)間，另一方面可同樣避免飛機(jī)入航返航時(shí)穿云。
圖4 測區(qū)上游的起降場地
下游起降場地的選擇
下游測區(qū)在作業(yè)過程中選擇了3個(gè)起降場地，A點(diǎn)距離測區(qū)最近，但是地處埡口，風(fēng)速很高；B點(diǎn)距離測區(qū)居中，但是起降場地比較狹窄，飛機(jī)垂高切換半徑需要在180m以上；C點(diǎn)距離測區(qū)最遠(yuǎn)，但位置空曠、風(fēng)力較弱。在實(shí)際飛行中，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)A點(diǎn)一直風(fēng)力很大、風(fēng)向很亂，后期為了保證飛行安全放棄了此點(diǎn)。B點(diǎn)位置比較居中，測區(qū)南部在此飛行作業(yè)，但是后期該區(qū)域云霧繚繞、久積不散，只能放棄此點(diǎn)改為去稍遠(yuǎn)的C點(diǎn)飛行。
圖5 下游起降場地的選擇
3.3 飛行
天氣是飛行的最大影響因素，測區(qū)天天刮大風(fēng)，地面和高空風(fēng)速不一，雖然地面風(fēng)很小，但飛機(jī)爬升上去后就會觸發(fā)大風(fēng)預(yù)警。有時(shí)起飛場地微風(fēng)，但是飛行中會隨時(shí)遇見大風(fēng)導(dǎo)致返航。
圖6 飛機(jī)在大風(fēng)中逆風(fēng)飛行
當(dāng)V500進(jìn)行飛行作業(yè)時(shí)，風(fēng)速大于10m/s地面站會提示飛手注意飛行安全，當(dāng)瞬時(shí)風(fēng)速達(dá)到15m/s時(shí)，飛機(jī)觸發(fā)自我保護(hù)機(jī)制開始自動返航。由于起降場地距離測區(qū)較遠(yuǎn)且山體遮擋嚴(yán)重，這就導(dǎo)致無人機(jī)在飛行作業(yè)過程中基本全是處于失聯(lián)狀態(tài)，飛行員需要做是設(shè)置較長的失聯(lián)時(shí)間，等待飛機(jī)按航線自動完成作業(yè)任務(wù)或者當(dāng)飛機(jī)電量低時(shí)自主返航。
飛機(jī)會按照預(yù)設(shè)航線完成飛行作業(yè)后自動返回到起飛點(diǎn)上空，然后開始盤旋下降，降落盤旋半徑和起飛盤旋半徑同樣都是80m。當(dāng)飛機(jī)盤旋到設(shè)置的切換旋翼高度時(shí)自動切換成旋翼，接著飛機(jī)前往home點(diǎn)并下降，下視超聲波和GPS實(shí)時(shí)判斷飛機(jī)離地高度，整個(gè)飛行過程基本不需要人工干預(yù)即可完成降落。
此次飛行作業(yè)，飛機(jī)遭遇2次失聯(lián)狀態(tài)下意外返航的狀況，根據(jù)后期飛行日志分析，確定是飛行中遇到極端氣流導(dǎo)致。
圖7 作業(yè)中的起飛場地
PART.4
數(shù)據(jù)展示
經(jīng)過后期數(shù)據(jù)處理，模型效果細(xì)節(jié)清晰、色彩均勻，水面幾乎無漏洞，巖體裂紋及植被清晰看見，數(shù)據(jù)質(zhì)量良好，得到客戶的認(rèn)可。以下是測區(qū)生產(chǎn)的模型截圖。
圖8 三維模型圖
圖9 模型遠(yuǎn)景及近景
圖10 模型遠(yuǎn)景及近景
PART.5
V500系統(tǒng)簡介
飛馬智能航測/遙感/巡檢系統(tǒng)V500是由飛馬機(jī)器人自主研發(fā)的一款輕量化、高精度、長航時(shí)純電動垂直起降固定翼無人機(jī)系統(tǒng)，主打 “高效率數(shù)據(jù)獲取”、“免像控成圖”、“靈活便攜”。整機(jī)起飛重量僅7.2kg，續(xù)航時(shí)間達(dá)180min，機(jī)身平臺采用模塊化快拆與折疊設(shè)計(jì)，可有效減少組裝步驟，提高作業(yè)效率。V500標(biāo)配正射版、傾斜板、立測版、中畫幅版以及拓展版（D-OP3000、D-OP5000）等多種選擇。
V500系統(tǒng)參數(shù)：
V500載荷參數(shù)：
V500立測版立測精度更好，中畫幅版相機(jī)采用1.02億RIE-R10M相機(jī)，傳感器尺寸43.8*32.7mm，50mm定焦，獲取數(shù)據(jù)更清晰。
深圳飛馬機(jī)器人科技有限公司，由IT、無人機(jī)領(lǐng)域高管及資深專家聯(lián)合創(chuàng)辦，致力于民用超小型無人機(jī)系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售。
公司成立于2015年2月，注冊資金6300萬。
北京、深圳均設(shè)研發(fā)中心，近10年的無人機(jī)行業(yè)、技術(shù)積累，結(jié)合IT領(lǐng)域產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工業(yè)化制造經(jīng)驗(yàn)，飛馬機(jī)器人致力于為客戶提供便捷易用的工業(yè)級無人機(jī)及創(chuàng)新的消費(fèi)類無人機(jī)產(chǎn)品。
飛馬秉承創(chuàng)新、價(jià)值、誠信的核心價(jià)值觀，為客戶提供極佳使用體驗(yàn)、安全、技術(shù)領(lǐng)先的無人機(jī)產(chǎn)品，志在成為全球無人機(jī)行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。
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