4. 任务规划基础

任务规划是无人机远程任务下发与回收链路中的“决策中枢”。它把业务目标翻译成飞控可执行的航点序列、载荷动作和优先级策略，直接决定任务能否安全、准时、低耗地完成。本节围绕航线规划、航点设置、载荷配置与优先级设计四个核心环节展开，帮助建立可复用的规划方法。

一、核心原理：任务规划的四层结构

一次完整的任务规划，本质上是把“任务意图”逐层细化为“可执行指令”。可以将其理解为四层结构：

• 航线层：确定起飞点、作业区域、返航点与整体路径拓扑，解决“怎么飞”的问题。
• 航点层：为每个关键位置定义坐标、高度、速度、悬停时间与航向，解决“在哪停、怎么过”的问题。
• 载荷层：绑定相机、云台、喷洒、喊话等设备的触发时机与参数，解决“到了做什么”的问题。
• 优先级层：定义任务冲突时的抢占、排队与降级规则，解决“谁先做、谁让路”的问题。

四层之间是逐级约束关系：航线决定航点分布，航点决定载荷触发窗口，优先级决定整条任务在系统中的调度顺序。任何一层缺失，都会导致远程下发后执行偏差。

二、方法流程：从任务意图到可执行航线

规划流程建议按以下五步推进，每一步都产出可校验的中间结果：

1. 任务解析：明确作业区域边界、目标点、时间窗口与载荷类型，形成任务需求清单。
2. 航线生成：根据区域形状选择往返式、螺旋式或自由航线，确定航高与重叠率。
3. 航点细化：为每个航点设置坐标、高度、速度、悬停时间与航向，标注关键航点。
4. 载荷绑定：将拍照、录像、喷洒、喊话等动作挂载到对应航点，设置触发条件与参数。
5. 优先级编排：定义任务等级、抢占规则与降级策略，生成最终任务包。

三、航点设置与载荷配置的关键参数

航点设置不是简单打点，而是对飞行行为的精确约束。以下参数直接影响任务质量：

载荷配置需要与航点动作一一对应。例如测绘任务中，相机应在每个航点悬停稳定后触发；巡检任务中，云台需在飞行过程中持续对准目标；喷洒任务则要结合速度与流量，避免重喷或漏喷。

{
  "waypoint": 5,
  "lat": 30.123456,
  "lng": 120.654321,
  "alt": 80,
  "speed": 5,
  "hover": 3,
  "yaw": 90,
  "payload": {
    "camera": "trigger",
    "gimbal": "pitch:-30",
    "spray": "off"
  }
}

四、任务优先级设计：冲突时的决策规则

当多个任务同时下发或共享空域时，优先级设计决定系统如何调度。常见策略包括：

• 等级抢占：高优先级任务可中断低优先级任务，低优先级任务自动挂起或返航。
• 时间窗排队：按任务截止时间排序，先到先执行，适合物流配送场景。
• 资源降级：当电量或载荷受限时，自动降低拍摄分辨率或减少航点，保证核心目标完成。
• 地理围栏约束：优先级再高也不能突破禁飞区或限高区，安全规则始终最高。

五、案例与复盘：农业植保任务规划

某植保队需要对 200 亩农田进行喷洒，同时有一架无人机需执行紧急病虫害巡查。规划时：

• 植保任务设为普通优先级，采用往返式航线，航点间距 5 m，喷洒流量与速度联动。
• 巡查任务设为高优先级，采用自由航线，重点航点悬停拍照。
• 当巡查任务触发时，植保无人机在最近航点悬停等待，巡查完成后恢复作业。
• 若植保机电量低于 30%，自动降级为返航，剩余区域由备用机接力。

复盘发现，提前定义“悬停等待点”和“接力航点”显著减少了任务中断时间。任务规划的价值不在于画出漂亮航线，而在于让远程下发后的每一次执行都有明确的动作、约束和退路。