圖為：航拍無人機(jī)
一個(gè)名叫“北京舒克Man”的視頻突然火了。也許是因?yàn)殚L時(shí)間的霧霾天讓人有飛上云霄逃離混沌的沖動(dòng)，視頻中的主人公化身超人，以飛行中的第一視角展示了北京的數(shù)個(gè)地標(biāo)。人類或許不會(huì)飛，但每個(gè)人都可以借助遙控航拍無人機(jī)實(shí)現(xiàn)飛行夢。這一期發(fā)燒KE，我們就來“燒”一“燒”航拍無人機(jī)。
所謂航拍無人機(jī)，就是民用遙控飛行器加上攝影機(jī)。拋開飛艇、氣球這一類型，無人機(jī)與飛機(jī)一樣，也區(qū)分成固定翼與旋翼飛行器兩種。但針對(duì)“航拍”這個(gè)主題，固定翼飛機(jī)因?yàn)樾枰獙ｉT的開闊地用于降落，并且無法實(shí)現(xiàn)懸停，用于航拍的實(shí)例并不多。相反的，旋翼飛行器更易控制，懸停更是先天優(yōu)勢。
民用飛機(jī)中，單旋翼飛機(jī)是旋翼飛行器的主力軍，一般直接叫做直升飛機(jī)。超過兩幅旋翼的飛機(jī)屈指可數(shù)，比如美國波音公司生產(chǎn)的CH-47“支奴干”縱列式雙旋翼飛機(jī)，或是由波音合貝爾公司合作制造的V-22“魚鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼飛機(jī)。
就單旋翼直升飛機(jī)來說，主旋翼提供升力，主旋翼軸可以前后左右傾斜控制方向，一般還需要飛機(jī)尾部的尾槳抑制旋翼導(dǎo)致的機(jī)身轉(zhuǎn)動(dòng)。這種控制方式非常復(fù)雜，駕駛直升飛機(jī)的難度遠(yuǎn)超固定翼飛機(jī)。這樣的控制方式在小型飛行器上難以實(shí)現(xiàn)，很不經(jīng)濟(jì)。
遙控飛行器從單軸到多軸的變化，某種程度上就是遙控玩具飛機(jī)到航拍無人機(jī)的發(fā)展史。一般的遙控飛機(jī)玩具都盡量模仿直升飛機(jī)的樣子，采用單個(gè)旋翼的設(shè)計(jì)。一般直升飛機(jī)因?yàn)橐粋€(gè)旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生力矩導(dǎo)致機(jī)身旋轉(zhuǎn)，所以需要尾槳。在超過三個(gè)軸的飛行器上，旋翼產(chǎn)生的力矩就能夠互相平衡，控制飛機(jī)運(yùn)動(dòng)的方式也就變成了調(diào)整數(shù)個(gè)旋翼的轉(zhuǎn)速是飛機(jī)朝特定方向傾斜，實(shí)現(xiàn)朝特定方向前進(jìn)。
螺旋槳數(shù)量的增加一方面讓遙控飛行器越來越穩(wěn)定，同時(shí)負(fù)重能力也同時(shí)在增加。正是穩(wěn)定與負(fù)重讓遙控玩具脫離了“玩具”的本質(zhì)，變成了平民能夠?qū)崿F(xiàn)飛行夢想的理想工具。讓我們今天要說的航拍器，基本上都是3個(gè)旋翼以上，以四軸為主。
飛機(jī)雖小，但五臟俱全
目前，市場上有很多“開盒即飛”的成品航拍無人機(jī)。航拍無人機(jī)之所以稱之為無人機(jī)而不是遙控飛機(jī)，是因?yàn)槠渚哂械谋姸鄠鞲衅?mdash;—比如氣壓計(jì)，陀螺儀，超聲波雷達(dá)，GPS——能夠保證航拍器穩(wěn)定智能的飛行。在飛行中，無人機(jī)利用氣壓計(jì)監(jiān)控飛行高度，利用GPS衛(wèi)星信號(hào)讓飛行器穩(wěn)定懸停。
但是航拍無人機(jī)有一點(diǎn)和遙控玩具是一致的，那就是遙控。大多數(shù)航拍器用2.4GHz信號(hào)的無線電遙控器控制，一般的遙控距離1000米左右，如果飛行器意外離開遙控范圍，通常會(huì)提供按照預(yù)先設(shè)定的GPS定位點(diǎn)自動(dòng)返航的功能，在電池電壓過低時(shí)則會(huì)自動(dòng)緊急降落。
但無人機(jī)當(dāng)然也更智能。因?yàn)榇钶d了GPS模塊的原因，可以實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)巡航——利用GPS坐標(biāo)和高度信息設(shè)定一系列路徑點(diǎn)，航拍無人機(jī)也可以按照路徑點(diǎn)自動(dòng)巡航。不過，一般用于航拍的時(shí)候，都使用手動(dòng)控制用以獲取最佳的視角以及躲避可能的危險(xiǎn)。
如果按照1000米的控制距離估計(jì)，以航拍器的體積早已超出了人類的肉眼可見范圍。這種情況一般使用無限傳輸圖像技術(shù)來解決。現(xiàn)在用于小型飛行器的圖傳設(shè)備已經(jīng)非常成熟，在飛行器上安裝小型輪狀天線，利用5.8GHz頻率回傳圖像非常穩(wěn)定，有效距離與飛行器的控制距離相當(dāng)。
航拍器拍視頻還有一個(gè)大問題是震動(dòng)，受限于小尺寸CMOS的特性，震動(dòng)會(huì)導(dǎo)致視頻像果凍一樣晃動(dòng)。因?yàn)檫@幾年出現(xiàn)了諸如GoPro這樣的運(yùn)動(dòng)相機(jī)，很多無人機(jī)就原生配備了針對(duì)運(yùn)動(dòng)相機(jī)的減震云臺(tái)。“舒克Man”團(tuán)隊(duì)所用的航拍器是在圈中很火的“大疆小精靈”，拍攝就是用外掛的GoPro相機(jī)完成。
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