无人机操作基础知识及实际工程中的运用pdf

三、无人机航拍摄影技巧
3.4、拍摄手法
直飞、斜飞| 营造前后景深空间
在电影拍摄中，为了强化画面的前后空 间，摄影师们会通过调整光圈、改变前 后焦点，或者利用环境的前后结构进行 构图取景。
在航拍中，我们也可以利用相似的技巧， 通过前后景物的先后隐现，强化景深空 间。
三、无人机航拍摄影技巧
3.4、拍摄手法
一、无人机的基础理论知识
1.5、无人机的飞行姿态
俯仰运动，即前后控制
在图（b）中，电机1的转速上升，电机3的转速下降，电机 2、电机4的转速保持不变。为了不因为旋翼转速的改变引起四旋 翼飞行器整体扭矩及总拉力改变，旋翼1与旋翼3转速该变量的大 小应相等。由于旋翼1的升力上升，旋翼3的升力下降，产生的不 平衡力矩使机身绕y轴旋转（方向如图所示），同理，当电机1的 转速下降，电机3的转速上升，机身便绕y轴向另一个方向旋转， 实现飞行器的俯仰运动。
一、无人机的基础理论知识
1.5、无人机的飞行姿态
横滚运动，即左右控制
与图（b）的原理相同，在图（c）中， 改变电机2和电机4的转速，保持电机1和电 机3的转速不变，便可以使机身绕x轴方向旋 转，从而实现飞行器横滚运动。
一、无人机的基础理论知识
1.5、无人机的飞行姿态
偏航运动，即旋转控制
四旋翼飞行器偏航运动可以借助旋翼产生的反扭矩来实现。旋 翼转动过程中由于空气阻力作用会形成与转动方向相反的反扭矩，为 了克服反扭矩影响，可使四个旋翼中的两个正转，两个反转，且对角 线上的各个旋翼转动方向相同。反扭矩的大小与旋翼转速有关，当四 个电机转速相同时，反扭矩相互平衡，四旋翼飞行器不发生转动；
Pr: 即Adobe Premiere ，是一款常用的视频编辑软件，由Adobe公司 推出，是一款编辑画面质量比较好的软件，有较好的兼容性，且可以与 adobe公司推出的其他软件相互协作，广泛应用于广告制作和电视节目 制作中。
三、无人机航拍摄影技巧
3.3、构图技巧
二分法构图，对称构图
两分法构图就是将画面分为等份的两部分， 这在风景照的拍摄中经常使用。将画面分成 相等的两部分，容易营造出宽广的气势。
风景照中，一半天空一半地面，两部分的内 容显得沉稳和谐。这样的照片四平八稳，容 易出好片，但画面冲击力方面略欠。
三、无人机航拍摄影技巧
3.4、拍摄手法
冲天、螺旋 | 加强垂直空间变化
科幻片或动作片经常使用垂直视角的镜 头，来增强画面的冲击力，营造大场面、 大气势的氛围。在航拍中，这种效果更 加容易实现。
把云台相机朝下拍摄，同时飞行器直线 或螺旋上升飞行，就能够展现出居高临 下、纵观全局的状态，也能刻画出主体 的渺小特性，并且和周边环境形成强烈 的对比。
心态上：稳! 心理素质和手上操作都要过硬； 注意力集中，且飞且珍惜； 一定要听话，尽量别炸机，千万别作死。
二、无人机的基本操作方法
2.6、返航降落
在完成飞行任务后或飞机电量提示不足 时，及时进行返航操作。
手动返航时注意观察姿态球与飞机在地 图上的位置，进入视距后保持观察无人 机位置，直至安全降落。
操作时，展开遥控器天线，并使天线立面正对飞机
二、无人机的基本操作方法
2.2、遥控器的操作 遥控器背面的按钮：
右手侧：拍照按钮 曝光度滚轮
左手侧：摄像按钮、云台俯仰滚轮、 飞行器姿态挡位
遥控器背面： 可编程快捷键
二、无人机的基本操作方法
2.3、准备飞行
取出飞机，安装电池 安装桨叶（区分正反桨） 打开遥控器开关 开机完成，等待飞行系统进行自检
一、无人机的基础理论知识
1.4、多旋翼无人机飞行原理
根据伯努利原理，流体的流速越大，其压强 越小；流速越小，其压强越大。
机翼，桨叶的特殊形状使得机翼上、下方的 空气流速不同，在前进的过程中产生了压强差， 以此作为升力。
以四旋翼飞行器为例，飞行原理如下图所示：
电机1和电机3驱动正桨逆时针旋转的同时， 电机2和电机4驱动反桨顺时针旋转，两组力矩相 互抵消，在让飞机上升的同时，避免了陀螺效应 和空气动力扭矩效应，飞机姿态得以稳定。
环绕 | 持续刻画同一主体
当故事进入高潮或关键时刻时，我们通 常会通过延长拍摄时间、放慢拍摄速度 来强调关键主体，不仅抓住了观众的视 线，还能提高画面的丰富度。
在航拍中，可以通过环绕镜头持续刻画 同一个主体，同时还能形成大与小、动 与静的对比关系。
三、无人机航拍摄影技巧
3.5、后处理软件
PS: 即 Adobe Photoshop(位图图像处理软件)。 Photoshop主要处理 以像素所构成的数字图像。使用其众多的编修与绘图工具，可以有效地 进行图片编辑工作。
三、无人机航拍摄影技巧
3.1、拍摄前的注意事项
1、查询你将要拍摄城市的无人机禁（限）飞区，确认可以飞行；
2、提前查询天气情况，避免在不适宜的天气条件下进行航拍；
3、大量拍摄工作提前踩点，观察飞行附近环境，做好航线规划，同时选择四 周及上方空旷、地面平整的场地作为起降点；
4、飞行前对无人机所有部件进行详细检查，确保无损伤，特别要注意检查电 池状态，并保证飞行系统校准完毕后方可起飞。
三、无人机航拍摄影技巧
3.3、构图技巧
九宫格构图，黄金分割构图
被摄主体或重要景物放在“九宫格”交叉点 的位置上。“井”字的四个交叉点就是主体 的最佳位置。一般认为，右上方的交叉点最 为理想，其次为右下方的交叉点。但也不是 一成不变的。这种构图格式较为符合人们的 视觉习惯，使主体自然成为视觉中心，具有 突出主体，并使画面趋向均衡的特点，航拍 中大多素材拍摄时适用。
1933年，英国研制出了第一架可复用无人驾驶飞行器： “蜂王”
直到80年代底以前，世界上每一种研制成功的无人机 都是以德国V-1巡航导弹的构造思想为基础。
时至今日，随之科技的进步，无人机领域百花齐放， 固定翼无人机，多旋翼无人机等类型的飞机愈发频繁 地出现在我们生活的方方面面。
一、无人机的基础理论知识
三、无人机航拍摄影技巧
3.2、调整拍摄模式
无人机的拍照模式大致分为 6 种： （单拍、连拍、 HDR 、AEB 连拍、 定时拍摄、全景拍摄）
合理地利用好不同拍摄模式，能够为 照片后期处理提供更多可用的素材。
AEB 连拍：即自动包围曝光，开启后，无人机会使用不同的曝光补偿值连续拍摄 3 / 5 张照片 （分别为标准、欠曝、过曝）。通过后期合成，可以获得一张曝光正确动态范围比较大的照片。 HDR：高动态范围图像，相比一般照片可以提供更多细节与动态范围，与 AEB 连拍模式相似， 通过不同的曝光补偿值进行拍摄并最终合成好一张成品图。
三、无人机航拍摄影技巧
3.4、拍摄手法
摇镜 | 扩大单一场景表现空间
当飞行器在悬停时，就可以通过操控偏 航杆或云台俯仰来实现“摇镜”运动， 这样不仅能扩大固定镜头的表现视野， 还能完整展示画面空间，交代更多的视 觉信息。 另外，它也可用来模仿第一视角，营造 一定的悬疑氛围。
三、无人机航拍摄影技巧
3.3、构图技巧
三分法构图，天地人和
将画面分割为三等份，如拍摄风景的时候选 择1/3放置天空或者1/3放置地面都是风景摄 影师常用的构图方法。1：2的画面比例可以 有重点地突出需要强化的部分。
天空比较漂亮的话可以保留大部分的天空元 素，整体画面也显得更为融洽，航拍中较适 合于自然景观层次分明的素材拍摄。
一、无人机的基础理论知识
1.5、无人机的飞行姿态
一般情况下，多旋翼飞行器 可以通过调节不同电机的转 速来实现4个方向上的运动， 分别为： 垂直、俯仰、横滚和偏航 多轴无人机所有的飞行轨迹都 是由这四种基本动作组成的。
一、无人机的基础理论知识
1.5、无人机的飞行姿态
垂直运动，即升降控制
在图（a）中，两对电机转向相反，可以平衡其对机身 的反扭矩，当同时增加四个电机的输出功率，旋翼转速增加 使得总的拉力增大，当总拉力足以克服整机的重量时，四旋 翼飞行器便离地垂直上升；反之，同时减小四个电机的输出 功率，四旋翼飞行器则垂直下降，直至平衡落地，实现了沿 z轴的垂直运动。当外界扰动量为零时，在旋翼产生的升力 等于飞行器的自重时，飞行器便保持悬停状态。保证四个旋 翼转速同步增加或减小是垂直运动的关键。
打开电池开关
二、无人机的基本操作方法
2.4、飞行前检查
飞行空域的核对和检查: 飞行环境周围是否有遮挡，拍摄主体是什么，
飞行航线怎样规划，手动操纵要那些手法，怎样 飞更安全，更省时间。
检查飞机情况： 硬件：桨叶 电机 云台（保护罩） 高速存储卡（micro） 电池电量电池卡扣
遥控连线 电子设备卡紧
软件： 软件版本 飞机硬件参数—指南针，IMU，GPS信号，卫星连接情况，通信质量 （信道）等，检查摄像头等状态），飞行参数设置（返航高度，返航点，失控 行为等），拍摄照片或视频尺寸格式，预处理条件）
二、无人机的基本操作方法
2.4、飞行前检查
带够所有能保证拍摄任务圆满完成的一切设备：备用机、各种 工具、各种可能会用的上的配件（连接线，保护罩等）、足够量的 存储卡和各种充电方案，充电，补电和飞机检查在前一天都要做好。
二、无人机的基本操作方法
2.5、进行飞行
航拍时： 注意观察，思考和设计。 观察你要拍的东西或地方，看它最突出的特 点是什么，吸引人的地方在哪里，思考用怎 样的镜头能把这些特点最大化，设计飞行器 的飞行路线和镜头角度。
视距外操控无人机时，也可启用智能返 航功能，飞行器在返航过程将上升至返 航高度，自动飞回并降落至返航点。
二、无人机的基本操作方法
2.7、无人机飞行的相关限制
禁飞区：即各类飞行受禁止的区域，包含但不限于 机场、由于一些突发情况（如森林火灾、大型活动 等）造成的临时限飞区域、一些永久禁止飞行的区 域（如监狱、核工厂等）。GPS定位在禁飞区中时， 飞机无法起飞，需要提前报备申请。
当四个电机转速不完全相同时，不平衡的反扭矩会引起四旋翼 飞行器转动。在图（d）中，当电机1和电机3的转速上升，电机2和电 机4的转速下降时，旋翼1和旋翼3对机身的反扭矩大于旋翼2和旋翼4 对机身的反扭矩，机身便在富余反扭矩的作用下绕z轴转动，从而实 现飞行器的偏航运动。
PART 02 无人机的基本操作方法
1.2、无人飞行器在各行各业
得益于结构简单，适用范围广，成本低廉等特点，无人飞行器已经得到了非常 广泛的应用，可以用于军事，植保，航拍测绘，电力巡检等多种领域。
一、无人机的基础理论知识
1.3、多旋翼无人飞行器
随着高性能的陀螺仪，传感器的出现，多旋翼无人飞 行器开始出现高速发展，并逐渐占据了民用无人机领域的 大部分市场。
无人机操作基础知识 及实际工程中的运用
章节目录
PART 01 无人机的基础理论知识 PART 02 无人机的基本操作方法 PART 03 无人机航拍摄影技巧 PART 04 无人机在工程项目中的运用
PART 01 无人机的基础理论知识
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一、无人机的基础理论知识
1.1、无人飞行器发展简史
1910年，在美国莱特兄弟完成历史上首次载人飞行的 鼓舞下，来自俄亥俄州的工程师查尔斯•科特林提出了 无人驾驶飞行器的理念。
相较其他类型的飞行器，多旋翼无人飞行器具有如下特点：
1、不需要飞行人员，最大可能地保障了人的生命安全。 2、制造成本与寿命周期费用低，训练费用较少，机体使 用寿命长，检修和维护简单。 3、结构小巧，能够定点起飞，降落，对起降场地的条件 要求不高，可以实现远程遥控。 4、续航时间短，飞行速度慢，面对复杂飞行条件的应变 能力较差。
限飞区：一般在禁飞区外部，此区域内飞行受限制， 最大飞行高度120m，且无法由限飞区边界进入禁 飞区
禁飞区外，无人机最高飞行高度500m 最高飞行海 拔5000m。 最大飞行速度与最大飞行距离取决于飞机种类，无 人机的续航时间一般在30分钟左右。 注意，在高原飞行时需换装高原桨叶。
禁飞区
PART 03 无人机航拍摄影技巧
二、无人机的基本操作方法
2.1、无人机的系统结构
以大疆精灵系列的无人机为例：
飞控系统、雷达
遥控器
相机云台
电池仓 机身 桨叶
电机
起落支架
二、无人机的基本操作方法
2.2、遥控器的操作
多旋翼飞行器的基本运动形式共8个动作，分别为： 上升、下降、逆，顺自旋（偏航）、 前进、后退、左平移、右平移 此处以美国手操作为例讲解，如右图所示。 通过操作左右两摇杆，可分别实现八个动作