环绕飞行：配置指南与执行逻辑

概述

环绕飞行任务的核心目标，是让无人机围绕指定的几何中心进行连续的圆周或螺旋飞行，并在飞行过程中保持对目标的稳定观测或采集。

环绕飞行在配置结构上采用起始点级与任务级双层。用户既可以配置起始点的空间位置、到达判定、无人机航向、云台朝向、起始点级兴趣点与起始点级自动拍摄，并编排离场动作；也可以配置任务级兴趣点、任务级自动拍摄、任务级云台朝向与无人机航向，并编排到场动作。两个层级分别作用于转场段与环绕段，使环绕任务支持"离场预备 → 转场盯拍 → 到场稳定 → 切入轨道 → 环绕采集"的完整自动化作业流。

典型应用场景包括：

三维重建与贴近摄影测量 ：通过多层、多角度环绕获取目标完整的侧面与顶部纹理。
全方位巡检 ：对塔筒、烟囱、桥墩、冷却塔等圆柱体或立体结构进行无死角表面排查。
影视级运镜 ：生成环绕拉升、螺旋靠近、俯冲环绕等具有视觉连续性的动态视频。

提示

当前机型的云台仅支持俯仰、不支持左右偏航。因此水平方向的对准由机头偏航完成，垂直方向的对准由云台俯仰完成。理解这一点，是正确配置双层朝向与编排转向动作的前提。

一、任务执行全链路

提示

机巢 → 项目原点 → 离场动作 → 转场（起始点级兴趣点锁定 / 起始点级云台·航向 + 起始点级自动拍摄）→ 起始点 → 到达判定 → 到场动作 → 环绕段（任务级兴趣点锁定 / 任务级云台·航向·到场动作朝向 / 默认锁中心 + 任务级自动拍摄）→ 返航

执行阶段	业务行为
机巢 → 项目原点	无人机从机巢起飞，先飞往项目原点，再前往起始点。
执行离场动作	在离开项目原点前执行离场动作，属预备类动作，可包括云台预备角、变焦拉近、调整机头预备朝向、相机参数调整等。离场动作中的朝向组件执行后保留，但其朝向结果在转场段由起始点级配置接管，在环绕段由任务级配置或默认锁中心覆盖。
项目原点 → 起始点（转场段）	无人机飞向起始点。若配置起始点级兴趣点，则在离场动作执行完成后锁定该兴趣点，持续至到达起始点；若未配置，则按起始点级云台/航向控制朝向。开启起始点级自动拍摄时，转场途中边飞边拍，画面朝向跟随上述锁定或云台/航向。
到达判定	系统通过距离容差、高度容差和停留时间，确认无人机已平稳到达起始点。
执行到场动作	到达起始点并通过判定后执行到场动作，属稳定类动作，可包括悬停稳定、触发预拍、确认相机就绪等。到场动作中的朝向组件在执行期间生效，并覆盖任务级云台/航向。
环绕段（起始点 → 飞行结束）	到场动作执行完毕后，系统切入轨道并开始环绕飞行。朝向按第四节环绕段决策时序确定：配置任务级兴趣点则由其在到场动作后锁定至飞行结束；未配置任务级兴趣点但存在手动云台/航向（含到场动作朝向保留结果）则按手动朝向、不锁中心；二者皆无则默认锁定环绕中心。开启任务级自动拍摄时，环绕途中按策略连续采集。
返航	满足设定的圈数或总角度后，无人机停止环绕并执行返航。若配置任务级兴趣点，锁定持续至飞行结束。

提示

离场动作在离开项目原点前执行，到场动作在到达起始点并通过到达判定后执行。系统在场动作执行完毕后才切入轨道，以确保切入前机身已经稳定、相机参数已经就绪、机头方向已经处于合适的切入状态。

二、空间定位与到达判定

1. 中心点与起始点

环绕飞行需要在地图上分别指定"环绕中心"和"起始点"。系统根据这两点以及后续轨道参数自动生成航线。

配置字段	业务含义
环绕中心	定义轨道路径围绕的几何圆心，包括经纬度与高度。它决定无人机"绕着哪里飞"；在环绕段无任务级兴趣点且无手动云台/航向时，它同时作为默认视觉锚。
起始点	定义无人机进入轨道的切入位置，决定无人机从轨道的哪个方位角切入。
高度差异处理	起始点与环绕中心的高度可以不同。系统会自动生成起始点高度与轨道平面高度之间的平滑过渡轨迹，以满足复杂地形下的切入需求。

环绕段的镜头朝向由任务级兴趣点、手动云台/航向或默认锁中心决定，由此形成三种覆盖形态：

形态	条件	行为	典型用途
同心环绕	任务级兴趣点与环绕中心一致，或未配置任务级兴趣点且无手动云台/航向（默认锁中心）	无人机围绕目标飞行，镜头看向目标中心	常规三维重建、单体目标巡检
偏心环绕	任务级兴趣点与环绕中心不同	无人机飞行轨道围绕 A 点，但镜头持续看向 B 点	绕开山体、塔架等障碍物，同时盯拍另一侧目标
自由朝向	未配置任务级兴趣点，但配置了手动云台/航向（含到场动作朝向保留）	轨道仍围绕环绕中心，但镜头按手动朝向，不锁中心	固定俯仰角、机头朝外等影视运镜

转场段的镜头朝向由起始点级兴趣点或起始点级云台/航向决定，与环绕中心无必然关系，也不适用默认锁中心兜底。

2. 到达判定机制

到达判定参数决定系统何时认定无人机已经到达起始点，并影响后续到场动作执行与轨道切入稳定性。

配置字段	业务含义
距离容差	水平方向允许的偏差半径。实际位置与起始点的水平距离小于该阈值时，判定水平到位。
高度容差	垂直方向允许的高度偏差。实际高度与目标高度的差值小于该阈值时，判定垂直到位。
停留时间	无人机在容差范围内需要持续保持稳定的时长。满足该时长后，系统才判定为已到达，并开始执行到场动作。

环绕飞行切入轨道时对空间位置要求较高。建议适当收紧距离容差并增大停留时间，确保无人机在切入轨道前机身姿态已经完全静止，避免切入瞬间产生位置偏移或画面抖动。

三、轨道几何控制

轨道几何参数决定无人机在环绕过程中的飞行轨迹形态。

配置字段	业务含义
起始半径	控制基础环绕半径，即环绕轨道距离环绕中心的水平距离。
结束半径	若设置且与起始半径不同，轨道将在飞行过程中水平收缩或扩张，形成水平螺旋线。例如从 50 m 外逐渐靠近至 20 m。
结束高度 / 参考系	若设置且与起始高度不同，轨道将在环绕过程中爬升或下降，形成三维螺旋，可用于拉升、俯冲、分层环绕等运镜。
环绕方向	控制无人机沿轨道飞行的方向，可选择顺时针或逆时针。
环绕圈数 / 总角度	控制环绕覆盖范围。可设置具体圈数，例如 2.5 圈，也可设置精确总角度，例如 540°。

通过起始半径、结束半径、起始高度和结束高度的组合，可以生成普通圆周、水平螺旋、垂直螺旋以及复合三维螺旋等多种轨迹。

四、姿态与视角控制

环绕飞行的朝向控制按转场段与环绕段分层生效，每层内部由兴趣点、手动云台/航向与动作组件的覆盖关系决定。

1. 转场段朝向（项目原点 → 起始点）

转场段无人机飞往起始点，朝向由起始点级配置决定。

配置项	是否生效	行为
起始点级兴趣点	生效（若配置）	在离场动作执行完成后锁定该兴趣点，持续至到达起始点。水平由机头偏航、垂直由云台俯仰对准目标。
起始点级云台/航向	生效（未配起始点级兴趣点时）	作为转场段的持续朝向。
离场动作中的朝向组件	结果被接管	执行后保留，但转场段最终朝向由起始点级兴趣点或起始点级云台/航向决定，离场动作朝向不决定转场段朝向。

转场段朝向优先级（由高到低）：

维度	生效顺序
水平方向（机头偏航）	起始点级兴趣点＞起始点级无人机航向
垂直方向（云台俯仰）	起始点级兴趣点＞起始点级云台朝向

配置起始点级兴趣点时，起始点级云台/航向被压制、不生效。转场段不设默认锁中心兜底：若既无起始点级兴趣点又无起始点级云台/航向，朝向沿用离场动作结果或无人机默认。

2. 环绕段朝向（起始点 → 飞行结束）

环绕段朝向由一条决策时序确定，而非单一静态优先级。

决策时序：

到场动作执行期间：镜头按到场动作中的朝向组件改变，覆盖任务级云台/航向。此阶段任务级兴趣点尚未接管。
到场动作执行完毕后，按以下顺序取第一个成立者作为环绕段持续朝向，直至飞行结束：

配置了任务级兴趣点 → 锁定任务级兴趣点（压制任务级云台/航向与到场动作朝向保留结果）。
存在手动云台/航向（任务级配置区，或到场动作朝向组件的保留结果）→ 按手动朝向，环绕中心锁定不生效。
二者皆无 → 默认锁定环绕中心。

环绕段各配置项的角色：

配置项	行为
任务级兴趣点	到场动作执行完成后锁定，持续至飞行结束，优先级最高。
到场动作中的朝向组件	执行期间生效并覆盖任务级云台/航向；无任务级兴趣点时其结果保留至飞行结束，作为手动朝向。
任务级云台/航向	无任务级兴趣点时作为手动朝向生效；被任务级兴趣点或到场动作朝向组件压制。
离场动作中的朝向组件	在环绕段被任务级云台/航向、任务级兴趣点或默认锁中心覆盖，不决定环绕段朝向。
环绕中心	仅在无任务级兴趣点且无手动云台/航向时，作为默认视觉锚。

提示

环绕段无任务级兴趣点且无手动云台/航向时，镜头默认锁定环绕中心；一旦配置了手动云台/航向（含到场动作朝向保留结果），中心锁定随即解除。

3. 双层兴趣点与双层自动拍摄的窗口对照

层级	兴趣点生效窗口	自动拍摄生效窗口
起始点级	离场动作执行完成后 → 到达起始点（转场段）	项目原点 → 起始点（转场途中边飞边拍）
任务级	到场动作执行完成后 → 飞行结束（环绕段）	起始点 → 飞行结束（环绕途中连续采集）

两级兴趣点、两级自动拍摄各自独立配置、互不替代：转场盯目标或途中留影用起始点级，环绕盯目标或环绕采集用任务级。

五、采集控制与动作编排

环绕飞行在两个层级上提供自动拍摄能力，并提供离场、到场两段动作编排。

1. 自动拍摄

自动拍摄分两级，分别覆盖转场段与环绕段。

层级	生效窗口	业务行为
起始点级自动拍摄	项目原点 → 起始点	转场途中边飞边拍，记录沿途画面，朝向跟随起始点级兴趣点或起始点级云台/航向。
任务级自动拍摄	起始点 → 飞行结束	环绕途中按策略自动触发拍照或录像，是环绕段连续采集、多角度采集的主要方式。

关闭任务级自动拍摄后，系统不在环绕途中自动触发拍照或录像，仅保留无人机底层的飞行录像。环绕途中的连续采集或多角度采集依赖任务级自动拍摄；关闭后只能通过到场动作在起始点（切入轨道前的固定角度）拍摄，无法在轨道飞行过程中的其他角度插入采集。

2. 离场动作

离场动作在无人机离开项目原点前往起始点之前执行，属预备类动作。典型用法包括：用云台朝向组件调整检查预备角度，用变焦组件提前拉近镜头，用命令组件完成开机预热与相机参数调整，用航向相关动作调整机头预备朝向。离场动作中的朝向组件执行后保留，但其朝向结果在转场段由起始点级配置接管、在环绕段被任务级配置或默认锁中心覆盖；变焦、ISO、快门等相机参数则一路保留，带入后续阶段。

3. 到场动作

到场动作在无人机到达起始点并通过到达判定后执行，属稳定类动作，也是切入轨道前的最后准备阶段。典型用法包括：用悬停组件等待机身和云台完全稳定，用命令组件触发预拍（切入轨道前抓拍固定角度），用相机参数组件完成最后一次曝光、白平衡或对焦确认，用变焦组件确认最终拍摄倍率。到场动作中的朝向组件在执行期间生效并覆盖任务级云台/航向；无任务级兴趣点时其结果保留至飞行结束，作为手动朝向。

4. 状态保留规则

动作按配置顺序依次执行，执行后的状态行为如下。

状态行为	适用对象	业务含义
自然结束	悬停组件、等待组件	时长结束后自然继续后续动作，不涉及状态恢复。
自动回正	旋转组件	旋转执行完毕后自动回正，不保持新朝向。
保留最新结果	变焦、ISO、快门、白平衡等相机参数	不属于兴趣点锁定范围，执行后保留并带入转场与环绕阶段。
朝向由分层时序决定	离场/到场动作中的朝向组件、配置区云台/航向、两级兴趣点、默认锁中心	转场段与环绕段分别按第四节规则确定最终朝向。

如果在离场动作或到场动作中修改了变焦、ISO、快门、白平衡等相机参数，这些设置会带入环绕飞行阶段，若希望环绕采集使用特定焦段或曝光，应在切入轨道前完成确认。环绕段的视觉朝向由任务级兴趣点、手动云台/航向或默认锁中心按第四节时序决定。

六、预览校验与最佳实践

完成设置后，应在地图或三维视图中检查完整环绕路径与朝向逻辑。轨道参数或层级配置变化后，视觉预览比单纯查看数值更可靠。

1. 预览校验重点

检查项	关注内容
中心与轨道对齐	确认环绕中心是否落在目标主体的几何中心上，轨道半径、螺旋变化是否符合预期。
转场段朝向	确认起始点级兴趣点是否在离场动作后锁定、持续至到达起始点；未配兴趣点时起始点级云台/航向是否如预期生效。
环绕段朝向时序	确认到场动作期间朝向组件生效、到场动作后由任务级兴趣点接管；无任务级兴趣点时，确认是按手动云台/航向走，还是在无手动配置时默认锁定环绕中心。
偏心环绕核对	若使用偏心环绕，确认环绕中心与任务级兴趣点分别为期望的 A、B 两点，轨道绕 A、镜头盯 B。
双层采集窗口	确认起始点级自动拍摄覆盖转场途中、任务级自动拍摄覆盖环绕途中，二者未配错层级。
到达判定合理性	检查距离容差和停留时间是否足够严格，避免无人机尚未稳定就切入轨道。
切入与螺旋轨迹安全	若起始点与中心点高度不同或配置了结束半径/结束高度，检查三维视图中的切入轨迹与螺旋是否平滑、终点是否安全。
动作时序与状态保留	确认离场在离开项目原点前、到场在到达起始点后执行；动作中修改的云台、变焦、曝光等状态是否符合环绕采集预期。

2. 综合使用建议

先定中心，后调半径 ：配置时优先将环绕中心精准放置在目标主体上，再调整起始半径、结束半径、圈数和环绕方向。
三维重建建议配置任务级兴趣点并开启任务级自动拍摄 ：任务级兴趣点保证环绕段镜头全程锁定目标，任务级自动拍摄保证环绕途中连续采集，从而获得完整侧面与顶部纹理。此时任务级云台/航向被兴趣点压制，无需另行配置环绕段朝向。
转场盯目标或途中留影用起始点级 ：需要在飞往起始点途中盯住目标或记录沿途画面时，配置起始点级兴趣点或开启起始点级自动拍摄；它们只作用于转场段，不影响环绕段。
影视运镜善用螺旋参数 ：需要"环绕逼近"效果时，将结束半径设置为小于起始半径；需要"螺旋拉升"效果时，将结束高度设置为高于起始高度；需要俯冲环绕时，将结束高度设置为低于起始高度。
特殊视角配置手动云台/航向 ：若需要固定俯仰角、机头始终朝外、横向扫拍等非盯中心视角，不配置任务级兴趣点，改用任务级云台/航向或到场动作中的朝向组件；手动朝向生效后环绕中心默认锁定随即解除。
起始点精准抓拍可关闭任务级自动拍摄 ：如果只需要在切入轨道前拍摄固定角度，例如先拍一张全景再开始环绕，可关闭任务级自动拍摄，并通过到场动作中的命令组件控制快门；但环绕途中的采集必须依赖任务级自动拍摄。
注意风向与环绕方向 ：在强风环境下，合理选择顺时针或逆时针环绕方向，有助于保持轨道圆度，减少因风扰导致的画面抖动或半径漂移。
修改层级配置后必须重新预览 ：两级兴趣点、两级自动拍摄、轨道几何、动作编排任一调整，都会改变朝向窗口或轨迹形态，应重新查看三维预览，确认转场段与环绕段的锁定关系和采集范围符合预期。