无人机是指无人驾驶飞机,是一种利用无线电遥控设备来操纵飞机的技术。按用途分类,无人机可分为军用与民用两种类型。在民用方面,无人机涉及农业、植物保护、观察野生动物、影视拍摄等领域,已经逐渐成为刚需,在航空摄影领域更是应用广泛。本章主要介绍无人机的相关入门知识,帮助读者初步了解无人机,以及如何选择适合自己的无人机。
大家听到“无人机”这个词,可能会把它与军事战争联系在一起。无人机技术在第二次世界大战后期,得到了飞速的发展和进步,以前的无人机专门用于进行空中监测,侦探敌方军情。而当代的无人机,其应用领域已经非常广泛了,无人机不只限于军事领域,在其他的领域也有很多用途,它现在也是航拍爱好者最喜欢的设备。
在很早以前,没有无人机的时候,航模爱好者们都是自己亲手制作无人机,用于摄影和航拍。现在大疆公司开发了很多小巧、轻便、易携带的无人机,这也是无人机迅速火热起来的原因。图1-1所示为大疆御系列无人机。
图1-1 大疆御系列无人机
下面简单介绍一下无人机的发展史,如图1-2所示。
图1-2 无人机的发展史
大疆是目前世界范围内航拍平台的领先者,先后研发出不同的无人机系列,如大疆精灵系列(Phantom)、御系列(Mavic)以及悟系列(Inspire)等,都受到了航拍爱好者的青睐。下面对这三种无人机系列进行介绍。
大疆的精灵系列(Phantom)是一款便携式的四旋翼飞行器,它引发了航拍领域的重大变革,这是一款入门级的无人机,专门针对航拍初级爱好者,机型在设计上非常简单,结构不复杂,用户购买后只需要简单进行组合安装,就可以带着无人机出去航拍了,不需要用户调试设备。图1-3所示为大疆精灵4无人机。
图1-3 大疆精灵4无人机
根据大疆精灵系列(Phantom)的发展史,该系列无人机包括大疆精灵1、大疆精灵2、大疆精灵3、大疆精灵4等不同型号,下面以图解的形式对各种型号进行简单介绍,如图1-4所示。
图1-4 大疆精灵系列的发展史
大疆御(Mavic)系列无人机与精灵系列完全不一样,御系列主打轻便、易携带的特点,起飞前和降落后,用户一只手就可以轻轻松松拿起无人机,摄影爱好者出去旅游时,携带也特别方便,不耗费体力。Mavic Pro还能够拍摄4K分辨率的视频,并配备地标领航系统,具有更强大的续航能力,最长飞行时间可达30min左右,飞行距离可达7km。
目前大疆的御系列无人机已更新到御Mavic 3版本。御Mavic 3系列包括御Mavic 3 Classic普通版、御Mavic 3中等版和御Mavic 3 CINE大师高配版,用户可以根据自己的需求和经济预算进行购买。御Mavic 3的机型如图1-5所示。
图1-5 御Mavic 3
下面以图解的形式介绍大疆御(Mavic)系列的特点,如图1-6所示。
图1-6 大疆御(Mavic)系列的特点
大疆悟Inspire 1无人机是全球首款可变形的航拍无人机飞行器,支持4K拍摄。大疆悟Inspire 2系列是最新升级的系列,在影视拍摄上应用得比较多,非常适合从事高端电影、视频拍摄的创作者使用。
相较于悟Inspire 1无人机,悟Inspire 2无人机的机体采用镁铝合金可变形机身,碳纤维机臂,机身更为坚固,重量上更加轻便。悟Inspire 2最快飞行速度高达30m/s,0~80km/h的加速时间仅为5s,最长飞行时间为30min。
图1-7所示为大疆悟Inspire 1无人机;图1-8所示为大疆悟Inspire 2无人机。
图1-7 悟Inspire 1无人机
图1-8 悟Inspire 2无人机
悟Inspire 2无人机具有全新的前置立体视觉传感器,它可以感知前方最远30m的障碍物,具有自动避障功能,这个功能在大疆的御(Mavic)系列也有。悟Inspire 2机体装有FPV(First Person View,第一人称主视角)摄像头,内置全新图像处理系统Cine Core(电影核心)2.0,支持各种视频压缩格式,其动力系统也进行了全面升级,上升最大速度为6m/s,下降最大速度为9m/s,悟Inspire 2无人机主、从遥控器的连接距离最远可达100m。
现在无人机的类型如此之多,我们应该如何选择一款适合自己的无人机呢?首先,这要根据自己的用途来做出选择。问问自己:你购买无人机主要是用来做什么?是只想简单玩玩,还是用于专业的航空拍照?还是用于拍电影、电视剧?或者是用于农业领域?不同的用途,适合的无人机设备也不同,下面进行相关介绍。
如果是你一个拍摄新手,完全不懂无人机,只想学一些简单的无人机拍摄技术,给自己的职业添上一项新技能,那么建议你先买一款入门级的无人机,价格上要便宜,挑选性价比较高的,主要用于日常训练。待日后飞行技术进步了,再购买功能强大的无人机。
为什么要先买便宜的呢?这是为了防止炸机,将自己的损失降到最低。在无人机的圈子里,经常有新手由于不熟悉无人机的操作,不了解无人机的注意事项,从而导致炸机、丢机。就算购买大疆最便宜的无人机,至少也要几千元,如果炸机或者飞丢了,也会损失几千元,那么就太可惜了。
所以,最好买一个便宜的无人机开始入手学习。虽然无人机分了诸多品牌和种类,但其功能大同小异,就算最后自己不慎将其摔坏了,也没那么心疼。市面上有很多便宜的无人机,大多在100~300元之间,而且还带有相机功能,我们也可以称其为“遥控玩具飞机”,很适合新手使用,如图1-9所示。
图1-9 适合新手的无人机
我们在电视剧或者电影中,经常看到很多大场面的航拍画面。这些画面大部分都是用无人机拍摄出来的。如果你的用途是拍摄影视作品,那么建议你选择大疆的悟Inspire系列。悟Inspire 2无人机作为全新的专业影视航拍平台,非常适合用于拍摄影视剧画面,它能拍摄4K的视频,就算是在强光下拍摄,也能看到清晰的图传画面。
如果你是一位专业的摄影师,或者是一名摄影爱好者,有一定的航拍经验,想通过航拍来提升自己的拍摄能力和摄影水平,此时你可以选择大疆的御(Mavic)系列无人机,它拥有1200万像素的航拍相机,而且携带轻便,方便你带着它到全国各地去旅行、航拍,留下世间最美的风景。图1-10所示为使用大疆御系列无人机航拍的风景照片。
图1-10 使用大疆御系列无人机航拍的风景照片
在购买无人机时,尤其是在购买之前,用户一定要熟知无人机有哪些物品清单,而且验货的时候要一一核对、验证,否则可能会出现配件缺少的情况,一个小配件可能不值多少钱,但专门购买或者再用几天去等待收货,也是非常不划算的,所以验货的时候一定要仔细,理清物品清单。
下面以大疆御Mavic 3无人机为例,官方标配的物品清单列表如下。
飞行器:1个。
遥控器:1个。
降噪螺旋桨:3对。
智能飞行电池:1块。
收纳保护罩:1个。
遥控器转接线:3根,包含标准Micro-USB接头1根、USB转Tpye-C接头1根、Lightning接头1根。
便携充电器:1个。
数据线:USB 3.0 Type-C数据线1根。
遥控器摇杆:1对。
物品清单如图1-11所示。
这里说明一下,御Mavic 3自带8GB机载内存,后续用户可以自行购买内存卡扩展容量。建议用户自行购买内存卡来扩展容量,而且Mavic 3无人机只有一块电池,每次只能飞46min左右,因此建议用户再购买1~2块电池备用。
图1-11 大疆御Mavic 3官方标配的物品清单
用户在购买无人机的时候也可以直接升级套餐,如选择购买官网的“畅飞套装”套餐,就可以拥有1个带屏遥控器、1套ND镜(Neutral Density Filter,中性灰密度镜)套装、3块电池、6对桨叶、1个充电管家、1个多功能收纳包和标配配件。用户可以多准备一些装备,以备不时之需,让使用过程更加顺心。
图1-12所示为御Mavic 3系列套装对比,大家可以进行选择。
图1-12 御Mavic 3系列套装对比
官方标配中是没有出行背包的,这样带着无人机出行很不方便,而且官方标配只有两块电池,一块电池只能飞行30min,两块电池也才可以飞行1h,对于在室外常拍的我们来说,两块电池是远远不够的,而升级套餐里的多功能配件包非常实用,解决了我们出行的刚需。
我们需要根据自己的实际需求,选择适合自己的无人机。在购买无人机之前,需要先了解无人机的规格参数,这些参数对于我们购买无人机。具有参考意义。
下面以大疆御Mavic 3专业版无人机为例,介绍无人机的具体规格参数,规格参数详见表1-1。
表1-1 御Mavic 3专业版无人机的具体规格参数
续表
续表
冬天的时候,如果外部环境温度过低,电池可能会出现无法充电的情况,这时不要慌张,只需把电池放到温暖的环境中充电,就没有问题了。
御Mavic 2专业版无人机的遥控器采用OCUSYNC TM (同步)2.0高清图传技术,通信距离在8km以内,通过手机屏幕高清显示拍摄画面。在遥控器的显示屏上,实时显示了飞行器的相关参数,遥控器的电池最长工作时间为1.25h左右。在无人机未使用的情况下,遥控器是折叠起来的,如图1-13所示。
当我们需要使用无人机时,就需要展开遥控器。我们把遥控器的天线展开,确保两根天线的平行,否则天线会影响飞行器的GPS信号与指南针信号,如图1-14所示。
图1-13 御Mavic 2专业版的遥控器
图1-14 遥控器天线的正确方式
认识遥控器各功能按钮
接下来,我们把遥控器的底端手柄打开,这个位置是用于放置手机的,然后我们来认识一下遥控器上的各功能按钮,如图1-15所示。
图1-15 遥控器上的各功能按钮
下面对照图1-15详细介绍遥控器中的各按钮含义及功能。
状态显示屏:可以实时显示飞行器的飞行数据,如飞行距离、飞行高度,以及剩余电池电量等信息。
急停按钮 :用户在飞行过程中,如果中途出现特殊情况需要停止飞行,可以按下此按钮,飞行器将停止当前的一切飞行活动。
五维按钮 :这是一个自定义功能键,用户可以在飞行界面点击右上角的“通用设置”按钮 ,打开“通用设置”界面,在左侧点击“遥控器”按钮 ,进入“遥控器功能设置”界面,在其中可以对五维键功能进行自定义设置,如图1-16所示。
可拆卸摇杆:摇杆主要负责遥控飞行器的飞行方向和飞行高度,如前、后、左、右、上、下以及旋转等。
智能返航键:长按智能返航键,将发出“嘀嘀”的声音,此时飞行器将返航至最新记录的返航点,在返航过程中还可以使用摇杆控制飞行器的飞行方向和速度。
图1-16 自定义设置五维键的功能
主图传/充电接口:接口为Micro USB,该接口有两个作用:一是用于充电;二是用于连接遥控器和手机,通过手机屏幕查看飞行器的图传信息。
电源按钮:首先短按一次电源按钮,状态显示屏上将显示出遥控器当前的电量信息;如图1-17所示,“88”为当前遥控器的剩余电量,然后再长按电源按钮3s,即可开启遥控器。关闭遥控器的方法也是一样的,首先短按电源按钮一次,然后长按电源按钮3s,即可关闭遥控器。
图1-17 “88”为当前遥控器的剩余电量
备用图传接口:这是备用的USB图传接口,可用于连接USB数据线。
摇杆收纳槽:当用户不再使用无人机时,需要将摇杆取下,然后把它们放进该收纳槽中。
手柄:双手握住,将手机放在两个手柄的中间卡槽位置,用于稳定手机等移动设备。
天线:用于接收信号信息,准确接收与传达飞行器的信号。
录像按钮:按下该按钮,可以开始或停止视频画面的录制操作。
对焦/拍照按钮:该按钮为半按状态时,可为画面对焦;按下该按钮时,可以进行拍照。
云台俯仰控制拨轮:可以实时调节云台的俯仰角度和方向。
光圈/快门调节拨轮:可以实时调节光圈和快门的具体参数。
自定义功能按键C1:该按钮在默认情况下,是中心对焦功能,用户可以在DJI GO 4 App的“通用设置”界面中,自定义设置功能按键。
自定义功能按键C2:该按钮在默认情况下,是回放功能,用户可以在DJI GO 4 App的“通用设置”界面中,自定义设置功能按键。
认识遥控器状态显示屏
要想安全地飞行无人机,就需要掌握遥控器状态显示屏中的各功能信息,熟知它们所代表的具体含义,如图1-18所示。
图1-18 遥控器状态显示屏
下面介绍状态栏中各信息的含义,分别如下。
飞行速度:显示当前飞行器的飞行速度。
飞行模式:显示当前飞行器的飞行模式。其中OPTI表示视觉模式;如果显示的是GPS,则表示当前是GPS模式。
飞行器的电量:显示当前飞行器的剩余电量信息。
遥控器信号质量:5格信号代表信号质量非常好,如果只有1格信号,则表示信号很弱。
电动机转速:显示当前电动机转速数据。
系统状态:显示当前无人机系统的状态信息。
遥控器电量:显示当前遥控器的剩余电量信息。
下视视觉系统显示高度:显示飞行器下视视觉系统的高度数据。
视觉系统:此处显示的是视觉系统的名称。
飞行高度:显示当前飞行器的起飞高度。
相机曝光补偿:显示相机曝光补偿的参数值。
飞行距离:显示当前飞行器起飞后与起始位置之间的距离值。
SD卡(Secure Digital Memory Card,存储卡):SD卡的检测提示,表示SD卡正常。
遥控器摇杆的操控方式有两种:一种是“美国手”,另一种是“日本手”。遥控器出厂的时候,默认的操作方式是“美国手”。
什么是“美国手”呢?初次接触无人机的用户,可能听不懂这个词,“美国手”就是左摇杆控制飞行器的上升、下降、左转和右转操作,右摇杆控制飞行器前进、后退、向左和向右的飞行方向,如图1-19所示。
图1-19 “美国手”的操控方式
“日本手”就是左摇杆控制飞行器的前进、后退、左转和右转,右摇杆控制飞行器的上升、下降、向左和向右飞行,如图1-20所示。
图1-20 “日本手”的操控方式
遥控器摇杆的具体操控方式
本书以“美国手”为例,介绍遥控器摇杆的具体操控方式,这是学习无人机飞行的基础和重点,希望用户熟练掌握。
(1)介绍左摇杆的具体操控方式。
左摇杆向上推杆,表示飞行器上升。
左摇杆向下推杆,表示飞行器下降。
左摇杆向左推杆,表示飞行器逆时针旋转。
左摇杆向右推杆,表示飞行器顺时针旋转。
左摇杆位于中间位置时,飞行器的高度、旋转角度均保持不变。
飞行器起飞时,应该将左摇杆缓慢地向上推杆,让飞行器缓慢上升,慢慢离开地面,这样飞行才安全。如果用户猛地将左摇杆向上推,那么飞行器将会急速上冲,油门摇杆加油过量,不小心可能会引起炸机的风险。
(2)介绍右摇杆的具体操控方式。
右摇杆向上推杆,表示飞行器向前飞行。
右摇杆向下推杆,表示飞行器向后飞行。
右摇杆向左推杆,表示飞行器向左飞行。
右摇杆向右推杆,表示飞行器向右飞行。
向上、向下、向左、向右推杆的过程中,推杆的幅度越大,飞行的速度越快。
我们在操作摇杆的过程中,都应该养成慢慢推杆的操控习惯,保持飞行器平稳飞行,可以把摇杆比喻成汽车上的油门,需要轻轻地踩,汽车行驶才安全。
摇杆还有一个特别实用的功能,就是当飞行器发生故障时,左右双摇杆同时向内或者向外掰,可以使飞行器迅速在空中停桨,如图1-21所示。
图1-21 左右双摇杆同时往内或往外掰
近年来,随着无人机的不断更新和进步,无人机中的三轴稳定云台为无人机相机提供了稳定的平台,可以使无人机在天空中高速飞行的时候,也能拍摄出清晰的照片和视频。
无人机在飞行的过程中,用户有两种方法可以调整云台的角度:一种是通过遥控器上的云台俯仰拔轮,调整云台的拍摄角度;另一种是在DJI GO 4 App的飞行界面中,长按图传屏幕,此时屏幕中将出现蓝色的光圈,通过拖动光圈也可以调整云台的角度。
无人机的拍摄功能十分强大,云台可在跟随模式和FPV模式下工作,以拍摄出用户需要的照片或视频画面。图1-22所示为御Mavic 2专业版无人机的云台相机。
图1-22 御Mavic 2专业版无人机的云台相机
云台俯仰角度的可控范围为-90°~+30°。云台是非常脆弱的设备,所以我们在操控云台的过程中需要注意,开启无人机的电源后,请勿再碰撞云台,以免云台受损,导致云台性能下降。另外,在沙漠地区使用无人机时,要注意不能让云台接触沙石,如果云台进沙,则会导致云台活动受阻,同样会影响云台的性能。
电池是专门为飞行器供电的,飞行器中的电池是锂聚电池,电池容量为3850mAh,额定电压为15.4V,这款电池采用高能电芯,并使用先进的电池管理系统。
我们在购买无人机的时候,飞行器本身会自带一块电池,如果用户购买了一个全能配件包,那么又多了两块备用电池,用户在使用飞行器的时候可以交替使用电池。图1-23所示为御Mavic 2专业版无人机的电池。
一块电池在飞行时,只能用30min左右,那么如何正确使用电池,从而延长电池的寿命呢?这一点非常重要。下面讲解几条使用和保管电池的要点。
图1-23 御Mavic 2专业版无人机的电池
无人机在室外飞行的过程中,我们不能将电池长时间置于阳光下,特别是夏天室外温度比较高的时候,电池能承受的最高温度是40℃。
无人机中的电池使用完后,我们不要急于给电池充电,因为刚使用完的电池还处于发热状态,要等电池完全冷却后,再给电池充电,这样可以延长电池的使用寿命。如果我们对一块发热的电池反复充电、反复使用,这样电池很快就会报废,这一点需要注意。
飞行器在飞行的过程中,如果遥控器屏幕上显示飞行器的电量仅剩30%,则要准备把飞行器飞回来,以免飞行器电量用完后导致炸机的风险。用户还可以在DJI GO 4 App的“通用设置”界面中,设置低电量报警声音,当电池的电量只剩余30%或25%时,遥控器会发出报警的声音,如图1-24所示。
图1-24 手动设置低电量的报警提示
当飞行器中的电池电量低于20%的时候,无人机会进入紧急状态,这个时候我们再也无法操控无人机,无人机系统将自动进行安全降落,那么无人机会降落在哪里呢?无人机将自动按照先前设定的返航点进行安全降落。
电池需要放在阴凉通风的地方保存,如果用户有很长一段时间不需要再使用无人机,此时电池中要留一些余电,不要把电全部耗尽,也不能将电池充满电进行保存,这两种方式都是不对的。
在冬天温度较低的时候,电池也会慢慢放电。比如,无人机的电池刚充满电,但室外温度较低,近三天没有使用无人机飞行,待第4天你准备飞行的时候,却发现电量只有60%了。这是由于天气温度低导致的电池自动放电,用户需要重新充满电之后再飞行。
如果我们要带着无人机出远门,也不要把电池充满,而且电池要装上保护套,以保护电池的安全。如果我们要上飞机,电池一定要记得放入随身携带的背包中,而不能放入托运的行李中,因为航空公司是禁止托运锂电池的。用户过安检的时候,要把电池单独放入一个篮子中接受检查,便于航空工作人员排除安全风险。
检查电量并正确充电
在飞行器的电池上,有一个电量指示灯和一个电池开关,电量指示灯一共有4格,从低到高显示电量,如图1-25所示。
图1-25 电量指示灯和电池开关
我们短按电池上的电源开关键,可以查看电池的电量,电池一共有4格电量,亮几格灯表示剩余几格电量,如图1-26所示。
图1-26 4格电量与3格电量的亮灯显示
为电池充电的时候,一定要选择通风条件好的地方,但切记充电环境温度必须在5~40℃,如果室内温度低于5℃,就会出现电池充不进电的情况。另外,充电的过程中,要防止小孩拿着电池玩耍,这样会影响电池的寿命,应尽可能将电池放在小孩触碰不到的地方。正确的充电方法:将电源适配器的插槽连接电池插槽,再将插头连接插座孔,如图1-27所示。电池充满电后,要及时拔下插头,以免引发爆炸事件,这种安全问题我们一定要重视。
图1-27 正确的充电方法
不管哪一款无人机,都会遇到固件升级问题,既然是系统设备,就会有系统更新,更新和升级系统可以帮助无人机修复系统漏洞,或者新增某些功能,从而提升飞行的安全性。我们在进行系统固件升级前,一定要保证有足够的电量,以免升级过程中断,导致无人机系统崩溃。
每一次开启无人机时,DJI GO 4 App都会进行系统版本的检测,界面上会显示相应的检测提示信息,如图1-28所示。如果系统是最新版本的,就不需要升级,系统可以正常使用,如图1-29所示。
图1-28 显示检测提示信息
图1-29 设置已检测完毕
如果系统的版本不是最新的,则界面会弹出提示信息,提示用户固件版本不一致,用户需要刷新固件,如图1-30所示。从左向右滑动相应的按钮,此时该按钮呈绿色显示,如图1-31所示。
图1-30 提示用户固件版本不一致
图1-31 滑动按钮
稍后,界面上方会显示固件正在升级中,并显示升级进度,如图1-32所示。点击升级进度信息,进入“固件升级”界面,其中显示了系统更新的日志信息,如图1-33所示。
图1-32 显示升级进度
图1-33 显示系统信息
对于DJI GO 4 App中的部分固件升级,是可以暂时忽略的,但是为了万无一失,最好还是提前检查升级后再外出飞行。
系统更新完成后,会弹出提示信息框,提示用户升级已完成,请手动重启飞行器,点击“确定”按钮,如图1-34所示;然后重新启动飞行器,在手机屏幕中点击“完成”按钮,即可完成固件的升级操作,如图1-35所示。
图1-34 点击“确定”按钮
图1-35 点击“完成”按钮
这里有一个细节需要注意:无人机的电池电量非常珍贵,因为它只能飞行30min左右,而固件升级是一种常态,经常需要更新和升级系统,而升级过程非常消耗电量,因此建议用户每次外出拍摄前,先开启一次无人机,检查系统是否需要升级,如果需要升级,则在升级完成后,给电池充满电再外出拍摄。否则,到了室外准备开机飞行时,发现需要进行升级固件,是一件非常头痛的事情,升能过程至少需要消耗20%~30%的电量,这样就会减少飞行的时间。