航拍技术的优势及缺陷

2022年5月14日航拍179阅读模式

航拍又称空中摄影或者航空拍摄,近年来伴随着无人机航空技术进步与影像技术的发展,无人机航拍目前在电视中应用越来越广泛。航拍镜头以特殊的视角为观众展现事物的全貌,提高了影视作品的可视性,把影视制作带入了一个新的发展阶段。

航拍技术的优势及缺陷

无人机航拍摄影是以无人驾驶飞机作为空中平台,以机载遥感设备,如高分辨率数码相机、轻型光学相机、红外扫描仪,激光扫描仪、磁测仪等获取信息,用计算机对图像信息进行处理,并按照一定精度要求制作成图像。全系统在设计和最优化组合方面具有突出的特点,是集成了高空拍摄、遥控、遥测技术、视频影像微波传输和计算机影像信息处理的新型应用技术。

航拍技术的优势及缺陷分析

文章以遥控多轴航拍系统为例,对航拍技术的优势和缺陷进行详细的论述,具体如下:

(一)航拍技术的优势分析

第一,审批手续简单。目前,我国对民用航空采取的是比较严格的管制措施,这就要求任何单位或个人的飞行都需要向空中交通管制单位中报。不仅报批周期较长,而且对中报主题的资格限制也相当严格,一般单位或个人很难得到审批。相对而高,小型无人飞行具备体积小巧、飞行高度低、飞行速度慢等特点,在非特殊区域外飞行时,基本不需要审批。因此,使用小型无人飞行器进行航拍无疑具有得天独厚的优势。

第二,设计制作成本低廉。遥控多轴航拍系统在本质上属于航空模型,所需要的设计方案、配件、耗材等在市场上随处可见,购置便利。尤其是近年来迅速普及的遥控多轴飞行器,与传统的固定翼飞机、直升机相比,具备整体设计简单、电气件一体化、机械结构坚固、制作过程简单等突出特点,对制作者动手能力的要求亦较低,只需经过简单培训,初学者也能制作出简单的遥控多轴飞行器。

第三,系统操作简单。目前,遥控多轴航拍飞行器必备的飞行控制系统均内置有智能失控保护装置,通过与CPS和遥控器交联,能够实时感知飞行器的飞行姿态,并做出反馈,精确调整各个发动机的功率,实现飞行器的平稳控制。另外,智能失控保护装置还能确保飞行器在失去遥控信号的极端情况下,也能自动悬停,并在信号消失且无法恢复的情祝下,精确找到起飞点,以事先确定的安全路线和高度自动降落,最大程度上避免飞行器的坠毁。

第四,飞行环境要求较低。多轴飞行器的体积优势令其在起飞与降落环节对场地的要求极低,例如国产大疆四轴飞行器,最小携行状态直径约0.6m,工作狀态直径约0.9m,其最小安全起降面积不超过9m2,最低安全起飞高度不超过3米,最近安全遥控距离不超过2米,对航拍环境的要求极低,非常适合在楼宇、景区等人群聚集的地方使用。同时,由于多轴飞行器的姿态控制是通过改变发动机输出功率来实现,在数字化飞行控制系统的调节下,能够实现飞行姿态的精确控制,对复杂环境的适应能力更强。无论是在街道、立交桥等复杂开放环境,还是在车库、展会等密闭环境中,均能实现有效控制,将一旦发生坠机后造成附带危险的可能性降至最低。

(二)航拍技术的缺陷分析

遥控多轴航拍系统具有优势的同时,也不可避免的存在一些缺陷,包括以下几点:

第一,飞行范围小、续航时间短。就动力源来说,与传统的油机相比,电机的功率密度较大,达到最大输出功率的时间较短,且体积和振动均较小,安装方面,后期维护简单。因此,绝大多数航空模型选择使用电机作为动力源,多轴飞行器亦不例外。目前主流的多轴飞行器使用的多为无刷电机。但是,使用电机作为动力源则无法同避电池能量密度低的天生缺陷。与生物燃料相比,电池的能量密度较低,大约仅相当于汽油的1/30,持续输出最大功率的时间太短,以四轴飞行器来说,电池型号是双天的XP50003GT-S,电压11.1伏,容量5000毫安,最长持续飞行时间仅为8分钟。

第二,飞行速度慢、特技动作少。就飞行原理来说,多轴飞行器的行进、平移和转向所依靠的是不同桨叶之间的转速差所产生的升力差。由于没有配备专用的推进发动机,多轴飞行器的飞行速度较慢,在100米以上拍摄移动画面时会出现速度不足的感觉,画面出现长时间停滞不动的现象,缺少航拍纵览全景的流动感,所以在空旷的地域进行长距离、快速航拍时不宜使用。此外,多轴飞行器的外露连接部件多,亦不适合在林地、灌木间做比较复杂的机动动作。

第三,飞行载荷小、抗风能力弱。多轴航拍系统的动力来自于电动机,虽然自身重量较小、提速较快,但冗余动力小,在提供止常飞行动力外,难以承载多余重量。就我部配备的多轴航拍系统来说,只能挂载重量不超过200克的OOPRO运动摄像机,且只能在1级风的情祝下飞行,如果地形复杂,需要机动,则飞行条件还需要降低,一般不能超过2级风。

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