無人機應(yīng)用的廣度與深度[3]

邢強

翱翔藍(lán)天 俯瞰大地

想要向世人展示壯美景色與錦繡山川，當(dāng)然需要有能夠從高處俯瞰大地的航拍設(shè)備。而大量綜藝節(jié)目中的穿插鏡頭和全景拍攝也需要有一個能夠時而臨近拍攝時而升空俯瞰的機動靈活的鏡頭。早在幾年前的《爸爸去哪兒》熱拍之際，無人機就已經(jīng)在航拍領(lǐng)域嶄露頭角。而自2012年興起的航拍紀(jì)錄片、城市形象片等宣傳手段更是讓航拍無人機得到了更加廣泛的應(yīng)用。

在廣大的新聞記者隊伍中，航拍無人機也廣受歡迎。它能夠從之前少有的俯瞰視角獲得新聞場景的全局畫面，實現(xiàn)業(yè)界夢寐以求的“360度無死角拍攝”。在使用航拍無人機進(jìn)行大場景拍攝時，這些能飛的精靈們解放了攝影師的雙手和雙腿。相較于傳統(tǒng)的地面拍攝，航拍無人機有很多獨特的優(yōu)勢：不受地形環(huán)境的限制，拍攝者不用像以前那樣事先選取適合拍攝的地面機位；擁有獨到的新聞視角，可以拍攝出具有美學(xué)特征和把控全局要素的新聞畫面；可深入危險場所獲取第一手資料，且能在一定程度上保護(hù)工作人員的人身安全。航拍無人機不僅減輕了新聞工作者的工作強度，并能夠完成以前很多只敢想而難以做到的拍攝任務(wù)。2015年，曾有無人機深入即將噴發(fā)的火山內(nèi)部，獲取了精彩的熔巖流動的畫面；也有無人機飛入北極冰川的縫隙內(nèi)，拍攝到以前只有那些甘于冒著生命危險用繩索降到冰層裂隙深處的探險家才能得到的美得令人窒息的畫面，并借助這樣的畫面提醒人們?nèi)蜃兣娘L(fēng)險和保護(hù)環(huán)境的重要性。

2015年6月15日，新華社總編輯何平為新華網(wǎng)新聞無人機編隊授旗，標(biāo)志著該網(wǎng)的新聞無人機編隊正式成立。第一批新聞航拍無人機編隊采用了國產(chǎn)大疆“小型一體化多旋翼航拍飛行器”。據(jù)報道，這批航拍無人機能夠?qū)崿F(xiàn)全天候、多地形、全媒體的新聞航拍，是首個全國性的無人機新聞項目。新華網(wǎng)新聞無人機編隊的成立使中國也有了自己的專業(yè)新聞航拍無人機隊伍。這個機隊起步不晚、起點也很高，與CNN、紐約時報、華盛頓郵報和美聯(lián)社等媒體的無人機編隊處于同一技術(shù)水平。中國的新聞工作者正借助航拍無人機開啟全面立體化新聞拍攝的新時代。

航拍無人機小巧靈活，能夠適應(yīng)多種環(huán)境，使用成本也比有人駕駛的航拍直升機低得多。這些無人機拍攝的圖片、視頻，采集的新聞素材將會在今后的新聞報道中充當(dāng)重要的角色。當(dāng)人們在用手機刷新當(dāng)天的新聞網(wǎng)頁或用電視收看新聞報道時，會看到越來越多由無人機拍攝的畫面。人們獲取信息的能力和制作新聞畫面的手段正在以前所未有的速度發(fā)生著變化，并潛移默化地改變著我們的生活，新聞將更真實、更美好和更親和。

遵守規(guī)定 合法拍攝

不過，作為目前民用無人機中最為廣泛的一種應(yīng)用形式，使用無人機進(jìn)行航拍與政策法規(guī)的碰撞也最為頻繁。航拍無人機在很長一段時間內(nèi)總是與“黑飛”和“擾民”等相關(guān)字眼綁定在一起。查干湖冬捕的場景很震撼，馬拉松比賽的畫面很有動感，但是如果航拍無人機在對這些場面進(jìn)行拍攝時不遵守相關(guān)規(guī)定，會給人們帶來不少麻煩。因此，在使用無人機進(jìn)行航拍之前，有必要先對其航拍的相關(guān)政策進(jìn)行一些了解。

英國對起飛質(zhì)量小于20kg的無人機的管制比較寬松。當(dāng)然，囿于目前無人機的技術(shù)水平和一百年前進(jìn)行試飛的無人機失控后墜入人群的血的教訓(xùn)，英國對無人機的安全性還是有所顧忌的。所有飛行中的無人機都要與人口密集區(qū)域（通常認(rèn)為是人數(shù)大于1 000人的區(qū)域）保持150m以上的距離。除起降階段外，無人機與任何人都要保持至少50m的距離而且整個飛行過程都要在地面操縱員的視野范圍內(nèi)（與操縱員的水平距離500m以內(nèi)，飛行高度小于122m）。當(dāng)機上有航拍設(shè)備時，該無人機受1998年頒布的數(shù)據(jù)保護(hù)法案約束，不得侵犯他人隱私。當(dāng)無人機的質(zhì)量大于等于20kg時，無人機操作員需要向英國民航局（The Civil Aviation Authority，簡稱CAA）提交申請，其審批流程與有人駕駛的民用飛機類似。

美國聯(lián)邦航空管理局FAA在2007年才首次允許一架民用無人機在公用的通航機場內(nèi)使用。由于獲得這份具有試驗意義的適航證的“陰影”200B民用無人機是由美軍RQ-7B戰(zhàn)術(shù)無人機改造而來，因此實際上FAA當(dāng)時仍未對廣大的民用無人機市場真正敞開懷抱。不過，非商業(yè)目的的類似航模飛行的無人機活動在美國還是被允許的。只要其質(zhì)量在25kg以下，且飛行高度被控制在400英尺（約121.9m）以下，讓飛行器始終保持在視線范圍里，而且遠(yuǎn)離機場，同時不進(jìn)行涉嫌侵犯他人隱私的活動，美國的無人機愛好者們還是能夠享受放飛的樂趣。但是，在體育場周圍放飛可不是個好主意。2014年10月，F(xiàn)AA出臺了一項新規(guī)定，要求在比賽開始前1小時到比賽結(jié)束后1小時這段時間內(nèi)，體育場周圍3英里（約4.83km）范圍內(nèi)不得出現(xiàn)無人機（到場人數(shù)超過3萬人的賽車場也適用該規(guī)定）。違反這一規(guī)定的無人機操縱員將面臨為期一年的刑罰。

FAA已逐步放開了無人機在美國領(lǐng)土上的使用限制，允許其進(jìn)行以執(zhí)法、監(jiān)測和大氣研究等用途的飛行。另外，F(xiàn)AA在阿拉斯加大學(xué)、紐約州的格里菲斯國際機場、北達(dá)科他商務(wù)部、德州農(nóng)工大學(xué)柯柏斯克里斯提學(xué)院和弗吉尼亞理工學(xué)院暨州立大學(xué)和內(nèi)華達(dá)州開設(shè)了六個試點，用于無人機追蹤偷獵者、噴灑化肥農(nóng)藥和投遞快遞包裹等應(yīng)用的測試。

2014年4月22日，美國首例商用無人機試飛活動在FAA北達(dá)科他試點進(jìn)行。這標(biāo)志著美國也加入了商用無人機俱樂部。目前，F(xiàn)AA已接收了30多項民用無人機商業(yè)飛行的申請，其中有6家好萊塢影視制作公司與亞馬遜等公司獲準(zhǔn)進(jìn)行無人機飛行試驗。

由此可見，航拍無人機尤其是用于好萊塢影視拍攝的無人機屬于美國較早放開的一類民用無人機。

在中國，使用航拍無人機進(jìn)行作業(yè)之前需要進(jìn)行申報。航拍無人機的申報流程有其自身的特點。這個特點是由當(dāng)前航拍無人機的飛行特征和目前我國對無人機管理政策法規(guī)共同決定的。與遙感勘探無人機不同，新聞航拍無人機往往更傾向于臨近目標(biāo)上空拍攝事件場景的俯瞰畫面，其飛行高度通常不會超過1千米。按我國現(xiàn)行的無人機相關(guān)法規(guī)的規(guī)定，無人機是無人駕駛航空器的一種，其操作和使用規(guī)范適用于我國的通用航空相關(guān)規(guī)定。嚴(yán)格來說，無人機操作員需要持有無人機執(zhí)照。從2014年4月起，無人機操作手的資質(zhì)和訓(xùn)練管理要由“中國私用航空器擁有者及駕駛員協(xié)會”來負(fù)責(zé)。持有執(zhí)照的無人機操作員進(jìn)行航拍作業(yè)之前，要申報空域。目前的法規(guī)要求，無人機操作員需要在飛行前一天的15時之前向所管轄區(qū)的航空管理部門申報飛行計劃。該申報通常會在3小時之內(nèi)得到回復(fù)。為預(yù)防出現(xiàn)特殊情況，操作手在進(jìn)行飛行之前，還需再次電話申報核實。

穩(wěn)定云臺 高清畫質(zhì)

擁有了使用航拍無人機進(jìn)行拍攝的想法，清楚與航拍無人機的相關(guān)政策法規(guī)后，就需要對航拍無人機的硬件設(shè)備和操作方法進(jìn)行一番了解了。

總體來說，航拍無人機本身就是民用無人機的一種，除了在之前的系列文章中提到的無人機自動駕駛儀和相關(guān)傳感器方面的注意事項之外，航拍無人機對云臺和機上的減震設(shè)備有著格外高的要求。

雖然早在1936年，以陀螺儀穩(wěn)定的測距儀就已經(jīng)出現(xiàn)在戰(zhàn)列艦上，但是無人機的小尺寸和靈活多變的飛行姿態(tài)對陀螺儀提出了更高的要求。一般來說，重量小、集成度高的微機電MEMS陀螺組件是個不錯的選擇。MEMS能夠時刻檢測平臺的角度和角速度信息，并將其反饋給平臺驅(qū)動電機，以抵消飛行器姿態(tài)變化的影響，使平臺上攝像機的視軸保持穩(wěn)定。

這種平臺可以隔離空氣吹拂和機體震動等擾動，使無人機能持續(xù)提供清晰的視頻圖像。另外，有的平臺還能快速響應(yīng)控制信號，使攝像頭的視軸能夠時刻跟隨目標(biāo)，進(jìn)行跟蹤拍攝。因此，帶有云臺的航拍無人機需要無人機操作員和云臺手的通力合作才能更好地完成拍攝任務(wù)。

對云臺的熟練應(yīng)用可以讓無人機在較大的風(fēng)力中也能拍攝出畫質(zhì)較好的影像。這主要是由于多旋翼無人機在執(zhí)行抗風(fēng)動作的時候，會不可避免地出現(xiàn)機身傾斜或旋轉(zhuǎn)的機動，致使固連在機架上的攝像機拍攝到的地平面傾斜，影響畫面質(zhì)量。而云臺則能隔離無人機本身的姿態(tài)變化對攝像機的影響，使無人機“安心”應(yīng)對陣風(fēng)干擾。

無人機上的減震墊和減震橡膠則是默默改善拍攝質(zhì)量的“英雄”。減震墊能夠減少機體震動對飛控部件的影響，而這一點往往會被初次組裝無人機進(jìn)行拍攝的愛好者所忽略。實際上，再好的云臺也難以完全消除無人機因飛控受機體震動激發(fā)出來的飄擺運動對畫面的影響。當(dāng)飛控沒有通過減震墊與機體連接時，無人機拍攝出來的畫面會產(chǎn)生扭曲現(xiàn)象。這在拍攝高層建筑的外墻或筆直公路的時候尤其明顯。

有理由相信，航拍無人機會在云臺技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和鋰電池、燃料電池技術(shù)持續(xù)突破的背景下?lián)碛泻芎玫陌l(fā)展前景。今后也必將有越來越多的人用航拍無人機來拍攝出美妙的畫面，從商業(yè)和藝術(shù)的角度上獲得成功。