基于大疆 MSDK 的无人机视觉引导自适应降落方案

有了方位角，就可以设置虚拟摇杆参数。这里使用 GROUND 坐标系（地面坐标系），这样无论机头朝向如何，无人机都能朝目标方向移动。

val bearing = calculateBearing(currentLat, currentLon, targetLat, targetLon)
val bearingRad = Math.toRadians(bearing)
val navParam = VirtualStickFlightControlParam().apply {
    rollPitchCoordinateSystem = FlightCoordinateSystem.GROUND
    verticalControlMode = VerticalControlMode.POSITION
    yawControlMode = YawControlMode.ANGLE
    rollPitchControlMode = RollPitchControlMode.VELOCITY
    
    // 将速度分解为南北和东西分量
    pitch = NAVIGATION_SPEED * Math.cos(bearingRad) // 南北分量
    roll = NAVIGATION_SPEED * Math.sin(bearingRad) // 东西分量
    yaw = bearing // 让机头指向目标
    verticalThrottle = targetAlt
}

第二步：判断到达目标点附近

导航过程中需要实时监测距离。每 100ms 检查一次当前位置与目标的距离，一旦小于预设阈值（例如 10 米），就认为已到达目标点上方，停止导航并开始降落准备。

val navTask = object : Runnable {
    override fun run() {
        val currentLoc = getAircraftLocation()
        val remainingDistance = calculateDistance(
            currentLoc.latitude, currentLoc.longitude,
            targetLat, targetLon
        )
        
        if (remainingDistance < ARRIVAL_THRESHOLD) {
            // 10 米内，到达目标，停止导航，开始降落
            isNavigating = false
            startDynamicAdjustment()
        } else {
            // 继续飞行
            sendNavigationCommand()
            virtualStickHandler?.postDelayed(this, 100)
        }
    }
}

第三步：视觉引导与自适应降落

GPS 精度有限（±3 米），且受风力影响，仅靠 GPS 无法精确降落在车辆等小目标上。我们需要引入视觉识别系统来计算相对于标记点的 X/Y/Z 偏移量。

数据结构：

private var xOffset: Double = 0.0 // X 轴偏移 (米), 正=右，负=左
private var yOffset: Double = 0.0 // Y 轴偏移 (米), 正=前，负=后
private var zDistance: Double = 0.0 // Z 轴距离 (米), 距降落点高度

自适应策略核心： 不同高度对精度的要求不同。高度越高，允许的误差越大；随着高度降低，必须越来越严格地对准中心。

• 偏移 > 阈值 2 倍：停止下降，只进行水平调整。
• 偏移 > 阈值 1 倍：慢速下降 (0.1m/s) 并调整。
• 偏移在范围内：根据高度决定下降速度 (0.2m/s ~ 0.5m/s)。

// 1. 根据高度动态计算允许的误差
private fun getOffsetThreshold(altitude: Double): Double {
    return when {
        altitude > 50.0 -> 1.0 // 高空：允许 1 米偏移误差
        altitude > 20.0 -> 0.5 // 中空：允许 0.5 米偏移误差
        altitude > 5.0 -> 0.3 // 低空：允许 0.3 米偏移误差
        else -> 0.2 // 极低空：要求 0.2 米精度
    }
}

// 2. 根据高度和偏移量动态计算下降速度
private fun getDescentSpeed(altitude: Double, xOffset: Double, yOffset: Double): Double {
    val threshold = getOffsetThreshold(altitude)
    return when {
        xOffset > threshold * 2 || yOffset > threshold * 2 -> 0.0 // 偏移太大：停止下降
        xOffset > threshold || yOffset > threshold -> 0.1 // 偏移较大：慢降
        altitude > 20.0 -> 0.5 // 中高空：快降
        altitude > 5.0 -> 0.2 // 低空：慢降
        else -> 0.2 // 极低空：极慢降
    }
}

第四步：避障处理与停桨

无人机的下视避障系统在接近地面时会将地面识别为障碍物，导致无法触地。因此，我们在高度低于 5 米时主动关闭下视避障。

var downwardObstacleDisabled = false

// 高度<5m 时关闭下视避障
if (currentAltitude <= 5.0 && !downwardObstacleDisabled) {
    downwardObstacleDisabled = true
    setObstacleAvoidanceEnable(false, PerceptionDirection.DOWNWARD)
}

private fun setObstacleAvoidanceEnable(enabled: Boolean, direction: PerceptionDirection) {
    if (direction == null) return
    PerceptionManager.getInstance().setObstacleAvoidanceEnabled(
        enabled, direction,
        object : CommonCallbacks.CompletionCallback {
            override fun onSuccess() {
                Log.i("Perception", "成功设置【${direction.name}】方向的避障为：${if(enabled)"开启"else"关闭"}")
            }
            override fun onFailure(error: IDJIError) {
                Log.e("Perception", "设置失败：$error")
            }
        }
    )
}

着陆完成后，调用 KeyStartAutoLanding 进行停桨操作。

第五步：完整控制循环

将上述逻辑整合到一个高频循环中（10Hz），确保响应及时。

private fun startDynamicAdjustment() {
    isAdjusting = true
    virtualStickHandler = Handler(Looper.getMainLooper())
    val adjustTask = object : Runnable {
        override fun run() {
            if (!isAdjusting) return
            
            // 1. 获取当前状态
            val currentAltitude = FlightControllerKey.KeyAltitude.create().get(0.0)
            val currentXOffsetAbs = Math.abs(xOffset)
            val currentYOffsetAbs = Math.abs(yOffset)
            
            // 2. 检查是否着陆
            if (currentAltitude <= 0.1) {
                stopLanding()
                return
            }
            
            // 3. 低空时关闭下视避障
            if (currentAltitude <= 5.0 && !downwardObstacleDisabled) {
                downwardObstacleDisabled = true
                setObstacleAvoidanceEnable(false, PerceptionDirection.DOWNWARD)
            }
            
            // 4. 计算自适应参数
            val offsetThreshold = getOffsetThreshold(currentAltitude)
            val descentSpeed = getDescentSpeed(currentAltitude, currentXOffsetAbs, currentYOffsetAbs)
            
            // 5. 构建虚拟摇杆指令
            val adjustParam = VirtualStickFlightControlParam().apply {
                rollPitchCoordinateSystem = FlightCoordinateSystem.BODY
                verticalControlMode = VerticalControlMode.VELOCITY
                rollPitchControlMode = RollPitchControlMode.VELOCITY
                
                // 水平调整
                roll = if (currentXOffsetAbs > offsetThreshold) {
                    if (xOffset > 0) ADJUSTMENT_SPEED else -ADJUSTMENT_SPEED
                } else 0.0
                
                pitch = if (currentYOffsetAbs > offsetThreshold) {
                    if (yOffset > 0) ADJUSTMENT_SPEED else -ADJUSTMENT_SPEED
                } else 0.0
                
                // 垂直下降
                verticalThrottle = -descentSpeed
            }
            
            // 6. 发送指令
            VirtualStickManager.getInstance().sendVirtualStickAdvancedParam(adjustParam)
            
            // 7. 100ms 后再次执行
            virtualStickHandler?.postDelayed(this, 100)
        }
    }
    virtualStickHandler?.post(adjustTask)
}

安全注意事项

1. 环境要求：必须在空旷、安全的环境下进行测试。
2. 模拟器验证：建议先用 DJI 模拟器充分测试逻辑后再实机运行。
3. 视觉更新：视觉识别系统必须保持持续更新（约 1Hz），否则数据会滞后。
4. 手动接管：准备好随时切断控制权，确保人员设备安全。

注意：代码中的坐标示例仅为演示，实际部署时需替换为真实的车辆 GPS 坐标接口。