3. 航点数据结构：定义、动作与属性

航点，说白了就是无人机在三维空间里的一个「打卡点」。你告诉它去哪、怎么去、到了干什么。我刚开始做航线规划时，总觉得航点不就是经纬度加高度嘛，后来踩了不少坑才明白——一个完整的航点数据结构，远比想象中复杂。

今天咱们就把航点拆开来看。它主要由三部分组成：航点定义（位置与速度）、航点动作（到了之后干什么）、航点属性（怎么飞过去）。

3.1 航点定义：位置与速度

航点定义是基础中的基础。说白了，就是告诉无人机「你要去哪个点」。我见过不少新手，只填了经纬度就飞，结果无人机在天上乱飘——高度和速度没设对。

3.1.1 经纬度

这个不用多说，WGS-84坐标系，单位是度。精度一般保留到小数点后6位，大约0.1米的误差。嗯，这里要注意：经纬度必须合法，纬度范围[-90, 90]，经度范围[-180, 180]。我曾经遇到过有人把经度写成181度，飞控直接报错。

3.1.2 高度

高度是个容易出问题的地方。主要有两种模式：

• 相对高度：相对于起飞点的高度。比如起飞点海拔50米，你设相对高度100米，无人机实际飞在海拔150米。我建议测绘类任务用相对高度，方便统一管理。
• 绝对高度：基于海拔的高度。比如你直接设海拔200米，不管起飞点在哪。山区飞行时绝对高度更安全，能避免撞山。

3.1.3 速度

速度定义的是无人机飞往这个航点时的巡航速度。单位一般是m/s。我个人习惯：

• 转弯前减速到3-5 m/s
• 直线段用8-12 m/s
• 拍照航点用2-3 m/s

你想想看，如果拍照点还用10 m/s冲过去，照片肯定糊成一片。

3.2 航点动作：到了之后干什么

航点动作是航点的「灵魂」。没有动作的航点，就是个路过点。我早期做植保航线时，就靠动作来控制喷洒开关。

3.2.1 悬停

无人机到达航点后保持位置悬停，持续指定时间。单位是秒。悬停常用于：

• 等待指令
• 稳定姿态后再拍照
• 多机协同时的同步点

我曾经在电力巡检中设了5秒悬停，就是为了让云台稳定下来再拍绝缘子。效果很好。

3.2.2 拍照

触发相机快门。这里有个细节：拍照动作通常和悬停配合使用。先悬停1-2秒，再拍照，能有效减少运动模糊。

拍照参数一般包括：

参数	说明	建议值
拍照模式	单拍 / 连拍 / 定时拍	测绘用定时拍
悬停时间	拍照前稳定时间	1-3秒
照片格式	JPEG / RAW / JPEG+RAW	测绘用RAW

3.2.3 舵机/云台控制

这个动作比较高级。你可以控制：

• 云台俯仰：调整相机角度
• 舵机角度：比如投掷器、喷洒阀门
• 负载开关：打开或关闭挂载设备

3.3 航点属性：怎么飞过去

航点属性决定了无人机如何到达这个航点。很多人只关注位置和动作，忽略了属性，结果航线飞得又抖又费电。

3.3.1 转弯半径

无人机从一个航点飞向下一个航点时，不会走直角。它会提前转弯。转弯半径就是控制这个「提前量」的。

• 半径越大：航线越平滑，速度损失小，但会偏离直线路径
• 半径越小：航线越贴近规划路径，但速度会降低，姿态变化大

我一般这样设：

• 测绘航线：半径3-5米，保证覆盖均匀
• 巡检航线：半径1-2米，精确贴近目标
• 高速航线：半径8-10米，减少能量损耗

3.3.2 航向模式

这个属性很多人搞混。它控制的是无人机机头朝向。常见模式：

模式	说明	适用场景
自动	机头始终指向下一个航点	通用飞行
锁定	机头保持固定朝向	侧方拍摄、线缆巡检
自定义	指定绝对或相对角度	精准云台对位

举个例子：你在巡检高压线时，如果航向模式用「自动」，无人机会一直对着下一个塔飞，云台得不停调整。换成「锁定」模式，机头始终朝北，云台只需微调俯仰，画面稳定多了。

3.3.3 到达容忍度

这个属性很多人不知道。它定义了「无人机离航点多近就算到达了」。默认一般是0.5米。但在某些场景下：

• 大风天：容忍度可以放宽到1-2米，否则无人机永远到不了
• 精准悬停：容忍度设到0.2米，但会消耗更多电量

3.4 完整航点数据结构示例

说了这么多，咱们看一个实际的数据结构。以JSON格式为例：

{
  "waypoint": {
    "location": {
      "lat": 39.9042,
      "lon": 116.4074,
      "altitude": {
        "value": 100.0,
        "type": "relative"   // relative 或 absolute
      }
    },
    "speed": 8.0,            // m/s
    "action": {
      "type": "photo",       // hover / photo / servo
      "hover_time": 2.0,     // 悬停秒数
      "servo_angle": null,   // 舵机角度，非舵机动作时为null
      "photo_params": {
        "mode": "single",
        "format": "jpeg"
      }
    },
    "properties": {
      "turn_radius": 3.0,    // 转弯半径，米
      "heading_mode": "auto", // auto / lock / custom
      "heading_angle": null,  // 自定义航向角度
      "arrival_tolerance": 0.5 // 到达容忍度，米
    }
  }
}

你看，一个完整的航点，包含了位置、速度、动作、属性四大块。缺了任何一块，航线都可能出问题。

好了，航点数据结构就讲到这里。记住：定义是基础，动作是功能，属性是优化。三者配合好了，你的航线才能飞得稳、拍得清、跑得远。