遥控航拍无人机:天际线漫游指南

2014年05月09日 00:26   新浪科技 微博    收藏本文     
航拍无人机 图为:航拍无人机

  新浪科技 马若飞

  一个名叫“北京舒克Man”的视频突然火了。也许是因为长时间的雾霾天让人有飞上云霄逃离混沌的冲动,视频中的主人公化身超人,以飞行中的第一视角展示了北京的数个地 北京舒克MAN 媒体来源:新浪科技 标。人类或许不会飞,但每个人都可以借助遥控航拍无人机实现飞行梦。这一期发烧Ke,我们就来“烧”一“烧”航拍无人机。

  所谓航拍无人机,就是民用遥控飞行器加上摄影机。抛开飞艇、气球这一类型,无人机与飞机一样,也区分成固定翼与旋翼飞行器两种。但针对“航拍”这个主题,固定翼飞机因为需要专门的开阔地用于降落,并且无法实现悬停,用于航拍的实例并不多。相反的,旋翼飞行器更易控制,悬停更是先天优势。

  民用飞机中,单旋翼飞机是旋翼飞行器的主力军,一般直接叫做直升飞机。超过两幅旋翼的飞机屈指可数,比如美国波音公司生产的CH-47“支奴干”纵列式双旋翼飞机,或是由波音和贝尔公司合作制造的V-22“鱼鹰”倾转旋翼飞机。

  就单旋翼直升飞机来说,主旋翼提供升力,主旋翼轴可以前后左右倾斜控制方向,一般还需要飞机尾部的尾桨抑制旋翼导致的机身转动。这种控制方式非常复杂,驾驶直升飞机的难度远超固定翼飞机。这样的控制方式在小型飞行器上难以实现,很不经济。

  遥控飞行器从单轴到多轴的变化,某种程度上就是遥控玩具飞机到航拍无人机的发展史。一般的遥控飞机玩具都尽量模仿直升飞机的样子,采用单个旋翼的设计。一般直升飞机因为一个旋翼旋转产生力矩导致机身旋转,所以需要尾桨。在超过三个轴的飞行器上,旋翼产生的力矩就能够互相平衡,控制飞机运动的方式也就变成了调整数个旋翼的转速是飞机朝特定方向倾斜,实现朝特定方向前进。

  螺旋桨数量的增加一方面让遥控飞行器越来越稳定,同时负重能力也同时在增加。正是稳定与负重让遥控玩具脱离了“玩具”的本质,变成了平民能够实现飞行梦想的理想工具。让我们今天要说的航拍器,基本上都是3个旋翼以上,以四轴为主。

  飞机虽小,但五脏俱全

  目前,市场上有很多“开盒即飞”的成品航拍无人机。航拍无人机之所以称之为无人机而不是遥控飞机,是因为其具有的众多传感器——比如气压计,陀螺仪,超声波雷达,GPS——能够保证航拍器稳定智能的飞行。在飞行中,无人机利用气压计监控飞行高度,利用GPS卫星信号让飞行器稳定悬停。

  但是航拍无人机有一点和遥控玩具是一致的,那就是遥控。大多数航拍器用2.4GHz信号的无线电遥控器控制,一般的遥控距离1000米左右,如果飞行器意外离开遥控范围,通常会提供按照预先设定的GPS定位点自动返航的功能,在电池电压过低时则会自动紧急降落。

  但无人机当然也更智能。因为搭载了GPS模块的原因,可以实现定点巡航——利用GPS坐标和高度信息设定一系列路径点,航拍无人机也可以按照路径点自动巡航。不过,一般用于航拍的时候,都使用手动控制用以获取最佳的视角以及躲避可能的危险。

  如果按照1000米的控制距离估计,以航拍器的体积早已超出了人类的肉眼可见范围。这种情况一般使用无限传输图像技术来解决。现在用于小型飞行器的图传设备已经非常成熟,在飞行器上安装小型轮状天线,利用5.8GHz频率回传图像非常稳定,有效距离与飞行器的控制距离相当。

  航拍器拍视频还有一个大问题是震动,受限于小尺寸CMOS的特性,震动会导致视频像果冻一样晃动。因为这几年出现了诸如GoPro这样的运动相机,很多无人机就原生配备了针对运动相机的减震云台。“舒克Man”团队所用的航拍器是在圈中很火的“大疆小精灵”,拍摄就是用外挂的GoPro相机完成。

  平民超人“舒克Man”

  如果说航拍是个技术问题,那么让自己“飞起来”就是创意和想象力的问题了。“舒克Man”团队中执掌飞行器的孙文博同学告诉我,航拍不难,关键是后期合成。

  “舒克Man”的灵感来自美国团队Carridor Digital的“超人第一视角”短片,“舒克Man”也用了一样的合成方式,把航拍视频与演员第一视角通过蓝幕抠像的方式合成在一起。孙文博说,航拍镜头的光线角度一直变化,调整人物的光照合色彩以配合航拍镜头花了非常长的时间。他还说,如果大家想尝试的话,可以尽量低飞或靠近障碍物,这样的速度感更强,视频效果更好。

  和固定翼航拍的效果不同,旋翼飞行器因为机身可以悬停旋转,采用一般操作方式会经常性的导致镜头与飞行方向不一致,这样拍出来的镜头完全没有第一人称的效果。一般在航拍中或使用所谓“绝对控制”模式,让飞行方向和镜头方向一致。当然了,飞行器上的云台可以单独旋转镜头,以便排除“往两边看看”的效果。

  无论什么飞行器,航拍的创意显然更为重要。孙文博说,他们的团队参与了一个名为Airpano的计划,使用航拍器拍摄著名地标静态图像,合成后可以实现在线虚拟浏览。当然,拍摄这样的高画质影像就需要更专业的飞行器搭载单反相机来实现了。

  上周,他们刚刚从西藏回来,318国道的美丽景色很快就会以这种形态展现给大家。

  天际线漫游指南

  入门级:别闹了我就想随意感受一下

  电商上搜搜看,能发现很多体积更小、更便宜,适合在室内玩耍,手掌般大小的微型飞行器。把家里当作战场,穿越一下桌子,调戏一下宠物,也算是不错的入门玩法。

  3000元:除了航拍兼顾娱乐,航拍效果尚可接受

  可以选择Parrot Ar Drone。常关注iPhone手机配件的同学恐怕会比较熟悉,Ar Drone最初就是以iPhone周边的方式推出的。它采用了更简单的WiFi控制方式,也就是把飞行器和手机连接,用触控或者陀螺仪控制飞行,同时飞行器自带的两个摄像头的图像也可以实时显示在手机屏幕上。

  受限于手机的信号,Ar Drone的控制范围相比小精灵就要小很多,大约只有100米。但是Ar Drone的控制系统基于Linux开源平台,飞行器也原生提供了USB接口供调试与改造,这个接口也可以安装另外购买的GPS模块。Ar Drone可以安装标准的2.4GHz遥控模块和图像传输系统,具有与小精灵类似的航拍潜力。不想那么复杂的话,用一个路由器中继一下手机WiFi信号,就可以无需改装扩展遥控距离。

  Ar Drone现在也已经推出了第二代,可以连接iPhone、iPad、Android智能手机,售价约为2500元。

  5000元:可实现一步到位

  提供完整航拍体验的大疆小精灵目前已经推出两代产品,二代产品提升了飞行时间与稳定性,售价3999元,但运动摄像机需要另外购买。

  不差钱:想象力才是你的极限

  什么什么?对这种成品不满意想要高端大气上档次的专业产品?没问题。只要你有足够的预算,就可以先从旋翼的数量选起,四轴、六轴、八轴随你选择,碳纤维、铝合金龙骨随意挑选,无线控制、GPS定位各有千秋,只要足够大,动力足够强,带着单反飞个一两千米的高度都完全没有问题。

  总之呢,航拍器是实现平民飞行梦的绝好平台,从休闲到爱好者到骨灰级发烧友都能找到满意的方案。找个好天就出发吧!

  征稿启事:也许你有恋物癖,喜欢收集有质感的小玩意;也许你是DIY狂,从键盘到鼠标没有一样不想自己组装;也许你是技术宅,写段代码焊个电路完全手到擒来;再也许,你就是假土豪真高富帅,就想找点乐子入个新坑。没关系,发烧Ke让你玩物"不"丧志,真正烧起来。有故事想要告诉我们?欢迎投稿至fskmail#sina.com

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