Режим навигации: возврат домой (RTH) в iNav

Навигационный режим: Возврат домой

Возврат домой (Return to Home или RTH) имеет несколько настроек, которые требуют отдельного описания. Этот режим позволяет беспилотнику вернуться в точку старта или в заранее заданную безопасную точку («SafeHome»). По умолчанию точка старта определяется как местоположение, где аппарат был впервые заармлен.

Режим RTH управляет положением аппарата и высотой. Вам потребуется вручную контролировать высоту, если ваш аппарат не оборудован датчиком высоты (барометром).

При стандартных настройках, если аппарат находится ближе пяти метров от точки запуска, RTH немедленно приземлится. Если расстояние больше, высота увеличится минимум до десяти метров перед началом движения обратно. Для самолётов путь назад выполняется на крейсерской тяге, затем зависание над точкой либо посадка зависят от текущих настроек. Беспилотники мультироторного типа начинают движение домой со скоростью три метра в секунду и завершают посадку. Аппарат самостоятельно произведёт дизарминг, если настроено автоматическое снятие вооружения, иначе вам придётся сделать это вручную.

Возврат домой запускается выбором режима полёта `NAV RTH`.

Управление высотами в режиме возврата домой

Управление высотами работает одинаково как для мультикоптеров, так и для фиксированных крыльев. Различия проявляются лишь в способе набора или снижения высоты при спирали зависания.

Высоты возврата домой

Есть две настраиваемые высоты:

• nav_rth_altitude: используется совместно с параметрами управления высотой RTH для выбора высоты возвращения домой.
• nav_rth_home_altitude: определяет высоту зависания самолёта после прибытия в домашнюю точку. Если самолёт прибывает выше указанной высоты, он начнёт снижаться по спирали, пока не достигнет установленной домашней высоты. Значение по умолчанию равное нулю означает, что эта настройка выключена. Тогда самолет зависнет на высоте nav_rth_altitude, если снижение линейное.

Способы управления высотой в режиме RTH

Высота в процессе возврата может контролироваться несколькими способами, управляемыми параметрами nav_rth_alt_mode и nav_rth_altitude (указывается в сантиметрах):

Поддерживать текущую высоту

nav_rth_alt_mode = CURRENT

Параметр nav_rth_altitude игнорируется.

Аппарат возвращается домой на той же высоте, на которой находился до активации RTH, независимо от настройки nav_rth_altitude.

Поддерживать текущую высоту плюс предопределённый запас высоты

nav_rth_alt_mode = EXTRA

Параметр nav_rth_altitude задаёт дополнительный запас высоты EXTRA.

Высота, на которой аппарат возвращался домой, равна сумме текущего положения аппарата и значения nav_rth_altitude.

Предустановленная высота

nav_rth_alt_mode = FIXED

Параметр nav_rth_altitude устанавливает точную высоту возврата над местом старта.

Если аппарат ниже указанной высоты, он сначала поднимется до нужной высоты, а потом направляется домой. Если аппарат выше требуемой высоты, он движется прямо домой, постепенно снижаясь по пути.

Максимальная высота с момента взлёта

nav_rth_alt_mode = MAX

До версии INAV 4.1 этот параметр игнорировался.

Начиная с INAV 4.1:

Аппарат полетит домой на максимальной достигнутой высоте с начала полета. Или на высоте nav_rth_altitude, если её значение не было превышено в полёте. Если nav_rth_altitude = 0, данная функция отключена.

Минимальная предустановленная высота относительно места старта

nav_rth_alt_mode = AT_LEAST

Параметр nav_rth_altitude задает минимально необходимую высоту для возврата.

Если аппарат ниже указанного значения, он поднимается до необходимой высоты перед движением домой. Если аппарат выше требуемой высоты, он продолжает двигаться домой на текущей высоте, сохраняя её вплоть до достижения высоты nav_rth_home_altitude.

Линейное снижение с минимальной предустановленной высотой

До версии INAV 7.0:

nav_rth_alt_mode = AT_LEAST_LINEAR_DESCENT

Параметр nav_rth_altitude задает минимальную высоту возврата.

Если аппарат ниже необходимого уровня, он поднимается до требуемой высоты перед обратным рейсом. Если аппарат выше заданной высоты, он развернётся и направится домой, снижаясь по прямой линии на протяжении всего пути. Это называется фактической высотой RTH (Actual RTH Altitude). Самолет снизится таким образом, чтобы достичь высоты nav_rth_altitude только при достижении домашней точки. Таким образом, энергия сохраняется благодаря плавному снижению на обратном пути.

Линейное снижение (NAV_RTH_USE_LINEAR_DESCENT)

Начиная с версии INAV 7.0:

Ранее линейное снижение представляло собой расширенную версию метода возврата домой AT_LEAST. Начиная с INAV 7.0, линейное снижение стало доступно для всех методов RTH. Эта настройка была улучшена, позволяя пилоту лучше управлять процессом. Поскольку теперь все методы RTH поддерживают линейное снижение, необходима целевая высота для снижения, совместимая со всеми методами RTH. Теперь целевой высотой линейного снижения является nav_rth_home_altitude. Необходимо установить этот параметр для правильной работы линейного снижения.

Если линейное снижение включено, а высота возврата домой меньше 10 м, рядом с полем ввода отображается предупреждение. Вы можете ввести любое значение, включая ноль. Ответственность за безопасность выбранной высоты лежит исключительно на вас.

Если высота возврата домой не установлена, линейное снижение не применяется в полете.

Кроме того, появилась возможность выбрать, с какого расстояния начинается линейное снижение. Параметр nav_rth_linear_descent_start_distance регулирует начало линейного снижения. Текущее поведение поддерживается при значении 0 (по умолчанию). Когда установлено 0, линейное снижение начинается сразу после входа в режим RTH. Можно задать дистанцию от дома, начиная с которой начнется линейное снижение. Максимальное расстояние составляет 10 км (10 000 м). Во всех случаях цель линейного снижения заключается в достижении высоты nav_rth_home_altitude при возвращении домой, если это возможно.

Хотя функция официально называется "линейное снижение", иногда, если аппарат летит ниже своей домашней позиции, это может восприниматься как линейный подъём. Подъём осуществляется до высоты nav_rth_home_altitude.

Сначала набрать высоту (nav_rth_climb_first)

Опция nav_rth_climb_first контролирует, каким образом аппарат инициирует процесс возврата домой (`RTH`).

Набор высоты первым делом с мультироторными аппаратами

Если nav_rth_climb_first = OFF, мультиротор повернется и немедленно полетит домой, одновременно поднимаясь до высоты nav_rth_altitude.

Если nav_rth_climb_first = ON, мультиротор немедленно начнет вертикальный подъем, поворачиваясь в сторону дома одновременно. Достигнув высоты nav_rth_altitude, он продолжит движение домой.

Набор высоты  самолётом

1. Если nav_rth_climb_first = OFF, самолёт повернется в направлении дома и поднимется до фактически используемой высоты RTH на пути домой.

2. Если nav_rth_climb_first = ON, самолёт линейно набирает нужную высоту RTH в текущем направлении полета. После достижения высоты RTH аппарат разворачивается и летит домой.

3. При nav_rth_climb_first = ON_FW_SPIRAL

Самолет медленно набирает высоту до фактической R-й высоты. Как только будет достигнута фактическая R-я высота, он развернется и полетит домой.

Двухэтапный набор высоты

Эта функция доступна начиная с версии INAV 4.0.

Первый этап набора высоты может оказаться неэффективным элементом последовательности RTH. Проблема возникает потому, что аппарат тратит энергию, кружась вверх или ещё хуже — удаляется от дома, пытаясь набрать высоту. Однако простое отключение первого этапа подъема может быть недопустимым решением, особенно учитывая особенности окружающей среды полёта. Эта настройка даёт пилотам дополнительные возможности управления набором высоты.

Настройка реализуется через интерфейс командной строки следующим образом:

• nav_rth_climb_first_stage_altitude: позволяет определить высоту для первой стадии набора высоты. Стандартное значение 0 означает, что функция отключена.
• nav_rth_climb_first_stage_mode: аналогично параметру nav_rth_mode, позволяет выбирать метод использования первой высоты набора. Возможные варианты: AT_LEAST и EXTRA.

Если nav_rth_climb_first_stage_mode = AT_LEAST, механизм действует подобно основным режимам RTH. Целью набора высоты на первом этапе станет установленная вами высота nav_rth_climb_first_stage_altitude. Если аппарат находится ниже цели, он поднимется до неё. Если нет, аппарат развернётся и полетит домой. Далее возможны два сценария:

• Если главная цель высоты RTH не достигнута, аппарат будет продолжать подъём по дороге домой:

• Если высота RTH достигается на первом этапе, аппарат мгновенно развернётся и полетит домой:

Если nav_rth_climb_first_stage_mode = EXTRA, принцип работы тот же, что и у основного режима RTH. Целевая высота набора высоты на первом этапе рассчитывается как сумма вашей текущей высоты и установленного значения nav_rth_climb_first_stage_altitude. Действия будут зависеть от состояния аппарата:

• Если аппарат ниже цели высоты RTH, он поднимется до первой высоты набора.
• Если цель высоты RTH уже достигнута, аппарат сразу развернётся и полетит домой.

Таким образом, всё работает именно так, как ожидалось бы. После включения RTH аппарат начнёт набор высоты (линейный или спиральный) до достижения первой цели. Затем он развернётся в сторону дома и полетит туда. Если понадобится дополнительная высота для достижения главной цели RTH, аппарат продолжит набор высоты по пути домой. Если первая цель высоты была достигнута ранее, аппарат просто полетит домой. Всё достаточно просто и гораздо эффективнее с точки зрения расхода энергии.

Другие настройки

Откат по маршруту

Откат по маршруту (`Trackback`) сохраняет недавний трек аппарата, позволяя ему возвращаться вдоль записанного маршрута при активации RTH, а не идти напрямую домой. Основная задача — вернуть аппарат к точке, где сигнал приёмника мог быть восстановлен, если он был потерян из-за препятствия на линии видимости. Вероятность восстановления сигнала увеличивается, а риск столкновения с препятствием снижается по сравнению с обычным методом прямого возврата домой.

Активировав RTH, аппарат двигается по маршруту отката до конца, после чего переключается на обычный прямой обратный рейс домой. Фаза начального набора высоты в RTH отсутствует, вместо этого аппарат использует зафиксированную высоту каждой контрольной точки маршрута, но не ниже исходной высоты на момент активации отката (это минимальная высота, поддерживаемая на всём маршруте).

Максимальное количество точек отката — 50, максимальная потенциальная длина маршрута — 2000 м, если запись треков допускает такую длину. Важно отметить, что измеряемое расстояние представляет собой прямую линию от точки активации отката до текущего положения, а не накопленное расстояние вдоль самого маршрута. Функция предназначена главным образом для ограничения удаления от начальной точки перед инициацией обычного возврата домой. Настраивается через параметр nav_rth_trackback_distance. Использование отката управляется настройкой nav_rth_trackback_mode (OFF, ON и FS). Вариант ON подходит как для нормального, так и аварийного возврата, вариант FS предназначен только для случаев потери связи.

Возвращение домой по маршруту отката отменяется командой RTH Altitude Control Override RIGHT ROLL, после чего аппарат переключается на стандартный возврат домой напрямую. Команда возможна только при включённом параметре nav_rth_alt_control_override.

Переопределение контроля высоты

Во время первоначального этапа набора высоты RTH вы можете переопределять стандартную высоту RTH и параметр набора высоты первыми действиями, используя настройку nav_rth_alt_control_override.

Ручная экстренная посадка (для FW и MC)

Позволяет запустить ручную экстренную посадку по мере необходимости. Посадка начинается или прекращается путём многократного нажатия переключателя режима удерживания позиции (`POSHOLD`), не менее пяти раз, с частотой не менее 1 Гц. При наличии данных датчика позиционирования аппарат начнёт спуск, удерживая позицию, над которой была активирована посадка. Система защиты от сбоев ("failsafe") временно отключается, чтобы позволить завершить посадку даже при потере сигнала приёмника. Перед наступлением ситуации сбоя необходимо отменить процедуру ручной посадки. Экстренную посадку также можно вызвать через многофункциональную утилиту.