无人机任务规划-任务规划
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高度，防止飞行高度过低而撞击地面而坠毁。
17
精选课件
C 飞行任务要求
航迹距离约束，限制航迹长度不大于一个 预先设定的最大距离。
固定的目标进入方向，确保无人机从特定 角度接近目标。
18
精选课件
D 实时性要求
实时性要求，由于任务的不确定性，无 人机常常需要临时改变飞行任务。无人 机任务规划系统必须具备在线重规划功 能。
21
精选课件
6.3 分类与方法-任务描述与分解
接收任务
任务理解
环境评估
任务分配
包
禁
可
保 存
查 阅 显 示
时 间 区 域
含 的 目 标 区
地 形 状 况
飞 区 与 障 碍
气 象 信 息
用 资 源 降 落
目 标 分 配
通 信 规 划
载 荷 规 划
域
物
点
生成计划
航迹优化
航迹规划
保
发
存
送
最
小
最
转
大
弯
俯
半
仰
Adaptation Mechanism
PAM
UAV model
Process 3
UAV state
Process 4
Monitor
9
精选课件
典型任务规划系统
Flexibility to define routes and change routes during flight
Autonomous or manual control for navigation and payload management
23
精选课件
6.3 分类与方法-电子地图
功能
24
精选课件
6.3 分类与方法-地图校准
由于加载的电子地图与实际操作时的地理位 置信息有偏差，需要在使用前对地图进行校 准。无人机在特定区域内执行任务时，只需 首次对该区域地图进行校准，此后在该区域 执行任务时，直接调用已校准的地图即可
25
精选课件
6.3 分类与方法-地图校准
无人机任务规划需要实现以下功能： 任务分配功能 航迹规划功能 仿真演示功能
12
精选课件
6.1 任务规划概念与功能
13
精选课件
6.2 约束条件与原则
约束条件
无人机任务规划需要考虑以下因素： A. 飞行环境限制 B. 无人机物理限制 C. 飞行任务要求 D. 实时性要求
14
精选课件
A飞行环境限制
15
径
22
申 请 气 象 保 障
申 请 频 域 空 域
航 速 和 高 速
燃 油 及 设 备 性 能
精选课件
6.3 分类与方法-航迹规划
无人机航迹规划是任务规划的核心内容， 需要综合应用导航技术、地理信息技术以及 远程感知技术，以获得全面详细的无人机飞 行现状以及环境信息，结合无人机自身技术 指标特点，按照一定的航迹规划方法，制定 最优或次优路径。因此，航迹规划需要充分 考虑电子地图的选取、标绘，航线预先规划 以及在线调整时机。
19
精选课件
6.2 约束条件与原则-优化准则
对航路点进行检验和调整，使之满足 各种约束条件的需求。选用优化准则（如 最短路径分析）由计算机辅助生成飞行航 线。用检验准则检验航线上的每个点，若 全部通过，则找到了一条可用的航线。
20
精选课件
6.3 分类与方法-任务规划分类
从实施时间上划分，任务规划可以分为预 先规划和实时规划。就任务规划系统具备的 功能而言，任务规划可包含航迹规划、任务 分配规划、数据链路规划和系统保障与应急 预案规划等，其中航迹规划是任务规划的主 体和核心。
10
精选课件
典型任务规划系统
Easy to set up web or customer maps to fit your mission.
View terrain and elevations for easy navigation
11
精选课件
6.1 任务规划概念与功能
主要功能
由于无人机对任务规划的要求，需要更为详细的飞行航迹 信息、作用目标和任务执行信息。无人机任务规划是实现自 主导航与飞行控制的有效途径，它在很大程度上决定了无人 机执行任务的效率。
任务规划
1
精选课件
内容与安排
学习的目的与层次 基本目标： 掌握《CCAR61部》（民用航空器 驾驶员、飞行教员和地面教员合格审定规则） 及《AC-61-FS-2013-20》（民用无人驾驶航 空器系统驾驶员管理暂行规定）关于无人机 驾驶员对航空理论的要求。 进阶要求：了解无人机系统的运作机制和内 在逻辑。
2
精选课件
内容与安排
6.1 任务规划概念与功能（~0.5h) 6.2任务规划约束条件与原则(~1h) 6.3任务规划分类与方法(~1.5h) 6.4任务规划案例(~0.5h)
3
精选课件
6.1 任务规划概念与功能
无人机任务规划（Mission Planning）是指根 据无人机需要完成的任务、无人机的数量以及 携带任务载荷的类型，对无人机制定飞行路线 并进行任务分配。
任务规划的主要目标是依据地形信息和执行任 务环境条件信息，综合考虑无人机的性能、到 达时间、耗能、威胁以及飞行区域等约束条件， 为无人机规划出一条或多条自出发点到目标点 的最优或次优航迹，保证无人机高效、圆满地 完成飞行任务，并安全返回基地。
4
精选课件
任务规划模型
5
精选课件
我们为什么需要任务规划？
Task information
Task completed
Mid-level Controls
Trajectory Planning
Set Point
Mode Transition Manager
Mode Transition Controller
Mode
C1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱACM1
C2
ACMn
Cn
u
CAM APM1
6
精选课件
我们为什么需要任务规划？
给定输入
角速率 姿态 速度 位置
飞行控制 系统
导航
直升机
7
精选课件
系统控制结构
航路 生成
外环控制器
内环控制器
8
精选课件
任务规划在系统控制结构中的地位
Mission
OCP
Process 1 Process 2
High-level Controls
Mission Planning
精选课件
16
精选课件
B 无人机物理限制
最小转弯半径：无人机飞行转弯半径将受到自身 飞行性能限制，它限制无人机只能在特定的转弯 半径范围内转弯。
最大俯仰角：上升和下滑的最大角度。 最小航迹段长度：最小航迹段长度是指限制无人
机在开始改变飞行姿态前必须直飞的最短距离。 最低安全飞行高度：限制通过任务区域最低飞行
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精选课件
6.3 分类与方法-地图校准
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精选课件
C 飞行任务要求
航迹距离约束，限制航迹长度不大于一个 预先设定的最大距离。
固定的目标进入方向，确保无人机从特定 角度接近目标。
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精选课件
D 实时性要求
实时性要求，由于任务的不确定性，无 人机常常需要临时改变飞行任务。无人 机任务规划系统必须具备在线重规划功 能。
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精选课件
6.3 分类与方法-任务描述与分解
接收任务
任务理解
环境评估
任务分配
包
禁
可
保 存
查 阅 显 示
时 间 区 域
含 的 目 标 区
地 形 状 况
飞 区 与 障 碍
气 象 信 息
用 资 源 降 落
目 标 分 配
通 信 规 划
载 荷 规 划
域
物
点
生成计划
航迹优化
航迹规划
保
发
存
送
最
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最
转
大
弯
俯
半
仰
Adaptation Mechanism
PAM
UAV model
Process 3
UAV state
Process 4
Monitor
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典型任务规划系统
Flexibility to define routes and change routes during flight
Autonomous or manual control for navigation and payload management
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精选课件
6.3 分类与方法-电子地图
功能
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精选课件
6.3 分类与方法-地图校准
由于加载的电子地图与实际操作时的地理位 置信息有偏差，需要在使用前对地图进行校 准。无人机在特定区域内执行任务时，只需 首次对该区域地图进行校准，此后在该区域 执行任务时，直接调用已校准的地图即可
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精选课件
6.3 分类与方法-地图校准
无人机任务规划需要实现以下功能： 任务分配功能 航迹规划功能 仿真演示功能
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精选课件
6.1 任务规划概念与功能
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精选课件
6.2 约束条件与原则
约束条件
无人机任务规划需要考虑以下因素： A. 飞行环境限制 B. 无人机物理限制 C. 飞行任务要求 D. 实时性要求
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精选课件
A飞行环境限制
15
径
22
申 请 气 象 保 障
申 请 频 域 空 域
航 速 和 高 速
燃 油 及 设 备 性 能
精选课件
6.3 分类与方法-航迹规划
无人机航迹规划是任务规划的核心内容， 需要综合应用导航技术、地理信息技术以及 远程感知技术，以获得全面详细的无人机飞 行现状以及环境信息，结合无人机自身技术 指标特点，按照一定的航迹规划方法，制定 最优或次优路径。因此，航迹规划需要充分 考虑电子地图的选取、标绘，航线预先规划 以及在线调整时机。
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精选课件
6.2 约束条件与原则-优化准则
对航路点进行检验和调整，使之满足 各种约束条件的需求。选用优化准则（如 最短路径分析）由计算机辅助生成飞行航 线。用检验准则检验航线上的每个点，若 全部通过，则找到了一条可用的航线。
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精选课件
6.3 分类与方法-任务规划分类
从实施时间上划分，任务规划可以分为预 先规划和实时规划。就任务规划系统具备的 功能而言，任务规划可包含航迹规划、任务 分配规划、数据链路规划和系统保障与应急 预案规划等，其中航迹规划是任务规划的主 体和核心。
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精选课件
典型任务规划系统
Easy to set up web or customer maps to fit your mission.
View terrain and elevations for easy navigation
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精选课件
6.1 任务规划概念与功能
主要功能
由于无人机对任务规划的要求，需要更为详细的飞行航迹 信息、作用目标和任务执行信息。无人机任务规划是实现自 主导航与飞行控制的有效途径，它在很大程度上决定了无人 机执行任务的效率。
任务规划
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精选课件
内容与安排
学习的目的与层次 基本目标： 掌握《CCAR61部》（民用航空器 驾驶员、飞行教员和地面教员合格审定规则） 及《AC-61-FS-2013-20》（民用无人驾驶航 空器系统驾驶员管理暂行规定）关于无人机 驾驶员对航空理论的要求。 进阶要求：了解无人机系统的运作机制和内 在逻辑。
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精选课件
内容与安排
6.1 任务规划概念与功能（~0.5h) 6.2任务规划约束条件与原则(~1h) 6.3任务规划分类与方法(~1.5h) 6.4任务规划案例(~0.5h)
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精选课件
6.1 任务规划概念与功能
无人机任务规划（Mission Planning）是指根 据无人机需要完成的任务、无人机的数量以及 携带任务载荷的类型，对无人机制定飞行路线 并进行任务分配。
任务规划的主要目标是依据地形信息和执行任 务环境条件信息，综合考虑无人机的性能、到 达时间、耗能、威胁以及飞行区域等约束条件， 为无人机规划出一条或多条自出发点到目标点 的最优或次优航迹，保证无人机高效、圆满地 完成飞行任务，并安全返回基地。
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精选课件
任务规划模型
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精选课件
我们为什么需要任务规划？
Task information
Task completed
Mid-level Controls
Trajectory Planning
Set Point
Mode Transition Manager
Mode Transition Controller
Mode
C1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱACM1
C2
ACMn
Cn
u
CAM APM1
6
精选课件
我们为什么需要任务规划？
给定输入
角速率 姿态 速度 位置
飞行控制 系统
导航
直升机
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精选课件
系统控制结构
航路 生成
外环控制器
内环控制器
8
精选课件
任务规划在系统控制结构中的地位
Mission
OCP
Process 1 Process 2
High-level Controls
Mission Planning
精选课件
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精选课件
B 无人机物理限制
最小转弯半径：无人机飞行转弯半径将受到自身 飞行性能限制，它限制无人机只能在特定的转弯 半径范围内转弯。
最大俯仰角：上升和下滑的最大角度。 最小航迹段长度：最小航迹段长度是指限制无人
机在开始改变飞行姿态前必须直飞的最短距离。 最低安全飞行高度：限制通过任务区域最低飞行
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精选课件
6.3 分类与方法-地图校准