带你了解无人机从控制器到全球定位最新消息

无人机在航空摄影中的应用在过去的数年内迅速增长，如今市面上已经充满了各种无人机产品，从小型的消费级机型到复杂的商业应用飞机。无论你是只想玩玩的初学者，还是想尝试商业航拍的从业者，对于你们来说，现在都是最好的时代。

如果你是一位之前未飞过无人机的小白，无人机飞行可能看起来有点令人生畏，不过没关系，你要做的就是先了解它，再掌握它。本系列文章非常适合你，我们将分为三个部分，今天的第一部分将讲解大多数无人机系统的基本特性和元件，而在未来的第二和第三部分中，我们将讨论怎样选购最适合于你的无人机，以及在首次飞行前需要了解的安全性知识。

无人机是什么？

通常我们将遥控飞机称作“无人机”，在英文中，除了最常用的“drone”之外，常见的还有“UAV”（unmanned aerial vehicle）和“UAS”（unmanned aircraft system）。UAV与drone指的都是无人飞机，而UAS则指的是整个无人机系统。本文中的无人机特指应用于航空摄影的民用产品，军用无人机在此不表。

这可以称作一套完整的UAS

每一种无人机系统各有不同，但一些基本的共同点。比如除了无人机的飞行机构之外，它们通常还包括用于提供动力的锂电池、安装在稳定云台上的相机以及无线电通讯系统。而大多数无人机产品还包括一个专用的控制器，也有一些较为便宜的消费级型号只能使用智能手机进行控制。

从外观上看，大多数无人机似乎是一种简单的装置，但实际上它们采用了一些相当先进的技术，包括追踪无人机位置的GPS、用于避免碰撞的各种感测器、甚至跟踪移动主体的智慧飞航模式等等。

无人机

任何系统的核心都是飞行器，目前大多数消费级无人机都是四轴设计，而用于电影拍摄的高阶机型也有六轴甚至八轴设计的。当今的多轴无人机采用的都是固定螺距的螺旋桨系统，而大多数机型使用塑料或玻璃纤维复合材料制成的可拆卸螺旋桨，具有简单的扭转锁定系统，而有些型号则提供可折叠的螺旋桨设计。

DJI Phantom 4 Pro的扭锁螺旋桨和DJI Mavic Pro上的折叠螺旋桨

无人机的螺旋桨由无刷电机驱动，用高速旋转来产生飞行所需的推力。每个电机都有相应的速度控制单元，可以对转子速度进行微调。而通过改变螺旋桨之间的相对速度，可以实现无人机的俯仰、拐弯、滚转和升降。

飞行控制器

飞行控制器让使用者能够直接对无人机下达命令，两者之间通过无线电控制系统实现连线，通常为2.4GHz或5.8GHz。来自飞行控制器摇杆的讯号被发送到无人机，通过调整每个马达上的转速控制单元来操纵无人机的动作。

同时无线电还能够将视讯讯号从无人机传送到控制器的屏幕上，显示无人机所搭载相机的实时影象。很多时候监看屏幕只是一台安卓或苹果的移动装置，通过APP来配对。而一些更高阶型号的控制器拥有内建的屏幕。

除了控制无人机的飞行动作之外，大多数控制器还集成了相机控制功能和额外的界面，可以实现对云台运动、录制/停止等功能的操作，通过触控式屏幕还可以访问更多设定。

稳定云台

如果你想让无人机在空中拍摄照片或视讯，请务必保持影象的稳定。高空的环境并非如想象中那样稳定，气流的变化会不可避免地影响无人机的运动。而如果无人机搭载了一台优秀的稳定云台，就能够补偿晃动，同样获得流程稳定的影象。

大多数无人机采用了三轴稳定云台，能够在俯仰、平摇和横滚三个轴向保持恒定。三轴云台与业界常用的电子稳定器原理一致，在一些大型的电影级无人机上则可以直接安装MoVi、Ronin等稳定器来承载电影摄影机。

全球定位系统

当无人机起飞之后，你当然希望它保持在预定位置或航线之中不要偏离，虽然技术娴熟的无人机飞手可以在没有GPS辅助的情况下完成工作，但现今几乎所有的无人机都依靠着GPS技术，实现高精度地自动执行任务。

GPS系统的优势是能够使用计算机做出调整以补偿风向和气流的影响，使无人机的飞行更容易掌握，甚至可以实现预设轨迹的自动飞行。然而，GPS也存在失效的可能，因此学习无人机操控，很重要的一部分内容是在没有GPS的情况下飞行。

防撞系统

几年来，防撞系统称得上是一大技术进步，该技术可以通过视觉、声波和红外线感测器来识别和避开障碍物。视觉感测器可以让无人机“看”到物体，并在飞机撞上之前停下，但它的识别距离通常比较有限（大约15米左右）。

声波系统则使用类似蝙蝠的超声波来感测物体，通常用于自动着陆操作。而红外线感测器则是一种更新的选择，它与视觉感测器的工作方式类似，探测距离也不远，并且也不适合于在低光条件下工作。

这些系统能够协助新手避免碰撞和飞机损坏，但需要记住的是，对飞行安全最终负责的还是飞手，防撞系统是有用的，但也不是绝对的。

DJI Mavic Pro前面看起来像小眼睛的小圈就是防撞系统的视觉感测器。

电池

大多数无人机产品使用锂电池供电，这些电池有着各式各样的外形、尺寸以及额定功率。智慧的电池内建了充电/放电调节器和感测器，能够通过应用程序或外部按钮来报告电池电压和温度。无人机的单次飞行时间一般在15到30分钟之间，具体取决于无人机的型号、飞行环境以及控制操作的强度。

锂电池的能量密度很高，所以需要特别小心，处理不当可能会危及生命。如果不采取适当的预防措施，携带这些电池旅行可能是危险的。根据大多数国家的航空政策，携带电池乘坐商业航班有着特别的规定和限制。

智慧飞航模式

早期的无人机只是一种让你的相机离开地面飞向空中的工具，而随着技术的发展，现代的无人机可以做到更多。

今天的许多无人机使用GPS、计算机视觉以及主体跟踪技术来帮助使用者实现更复杂的任务，包括各种“半自主”的智慧飞航模式。常见的例子包括主动追踪主体，围绕主体、遵循程式设计航点路线自动飞行等。

智慧飞航模式让飞手能够以最少的努力就能获得非常有创意的拍摄，让使用者能够更专注于创意方面。但是需要提醒的是，你也不能完全依赖他们，你必须学会怎么自主飞行，以便在紧急情况下禁用这些功能。

有哪些厂商在制造无人机

今天制造无人机的厂商有无数家，大多数人熟悉的是DJI，这是目前市场占有率最高的重量级选手。当然，你也可以在Yuneec、Autel Robotics、GoPro和Parrot等公司的产品中找到一些令人满意的机型。

虽然这些厂商的产品都可以归入同一个分类中，然而每一家每一种型号的产品都是不同的，它们有着不同的设计理念和技术特点。在本系列文章的第二篇中，我们将讨论如何选出最符合你自身需求的无人机。

结语

无人机是一款令人惊奇的工具，能够让人们远端遥控实现空中拍摄，相比载人飞机来说成本极低同时也更有安全感。随着技术的进步，这些装置的功能会越来越好，如果你一直在寻找一种方法来为你的影像作品带来新的视角，你可以考虑飞上天空。当然首先你必须牢记安全第一，并遵循当地的法律。我们也将在之后的文章中讨论这个问题。