Геозона (geofence)

Кратко

Geofence (геозона, «виртуальный забор») — граница, нарисованная не на местности, а в памяти автопилота: она определяет, где аппарату можно летать, а куда нельзя. Пересёк границу — автопилот сам вмешивается: предупреждает, останавливается, возвращается домой или садится. Это страховка от улетевшего аппарата, ошибки пилота и сбоя миссии.

Для чего используется

  • Ограничение полётной зоны на тренировках и демонстрациях: новичок физически не улетит за периметр.
  • Соблюдение ограничений: не приближаться к запретной зоне — исключающая геозона вокруг неё (см. законодательство РФ о БПЛА).
  • Страховка автономных полётов: миссия с ошибкой в координатах не уведёт аппарат за горизонт.
  • Ограничение высоты — виртуальный потолок.

Как работает

Автопилот непрерывно сравнивает свою позицию (по GNSS и EKF) с загруженной геометрией зон. Зоны бывают включающие («летать только внутри») и исключающие («внутрь не влетать»), полигональные и круговые.

В ArduPilot Copter три вида ограждений, комбинируемых параметром FENCE_TYPE: цилиндр вокруг точки взлёта (образно — «консервная банка»), полигональные/круговые зоны и потолок высоты. Ключевые параметры: FENCE_RADIUS — максимум удаления от home (не менее 30 м), FENCE_ALT_MAX — потолок, FENCE_MARGIN — запас до границы, FENCE_ACTION — действие при нарушении (RTL, Land, Brake или SmartRTL). Если аппарат не успел остановиться и нарушил границу, следующее — резервное — ограждение строится на 20 м дальше: автопилот получает второй шанс. Документация предупреждает: при включённом geofence не отключайте проверку GPS перед армированием и EKF failsafe — ограждение без надёжной позиции не работает.

В PX4 два независимых механизма: простой failsafe-цилиндр (максимальные дальность и высота от точки старта) и произвольные геометрии из плана QGroundControl. Действия при нарушении — предупреждение, удержание позиции, возврат или прекращение полёта. PX4 проверяет планы заранее: геозона, не включающая точку старта, отклоняется, а миссия, конфликтующая с геозоной, не принимается ещё до взлёта.

Основные компоненты

  • Геометрия зон — цилиндр/полигоны/круги, включающие и исключающие.
  • Параметры поведения — запас до границы, действие при нарушении.
  • Редактор в наземной станции — в QGroundControl геозоны рисуются в Plan View рядом с миссией и rally-точками.
  • Протокол загрузки. Геозона — отдельный тип плана MAVLink (mission_type = FENCE): загружается той же последовательностью сообщений, что и миссия, пункты — команды MAV_CMD_NAV_FENCE_*; автопилот хранит планы разных типов раздельно.

Примеры

  • Учебный полёт: включающий цилиндр FENCE_RADIUS = 100 м, FENCE_ALT_MAX = 50 м, действие RTL — аппарат вернётся сам, что бы ни делал ученик.
  • Съёмка вдоль границы охраняемого объекта: исключающий полигон поверх объекта не даст залететь внутрь даже вручную.
  • Автономная миссия в PX4: план с геозоной загружен из QGroundControl — миссия, выходящая за периметр, будет отклонена при проверке.

Связанные темы

Источники

Обновлено: 2026-07-09