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中高端无人机的五大绝技解读
  • 2015-1-6 15:32:15
  • 类型:原创
  • 来源:电脑报
  • 报纸编辑:电脑报
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【电脑报在线】 数千元上万元的中高端无人机之所以远比普通遥控玩具飞机强大,就在于它可以借助强力的飞行控制单元以及各种传感器实现高操控性且十分智能的飞行方式。而且,依靠这些强大的功能,就算是操控手并非专家,也能轻易地实现很多智能的“飞行模式”!下面就跟随小编一起来了解一下无人机的几大绝技吧。


       数千元上万元的中高端无人机之所以远比普通遥控玩具飞机强大,就在于它可以借助强力的飞行控制单元以及各种传感器实现高操控性且十分智能的飞行方式。而且,依靠这些强大的功能,就算是操控手并非专家,也能轻易地实现很多智能的“飞行模式”!下面就跟随小编一起来了解一下无人机的几大绝技吧。

 

第一式:定点悬停

●你完全不用担心飞机的稳定性和机动时跌落

 


大疆的“悟”系列可以在没有GPS信号的室内通过“视觉定位”实现定点悬停

 

    在不少电影中都出现过无人机悬停在某一点上进行航拍的画面,一般来讲,我们把这一招叫做“定点悬停”。那么无人机如何能够稳稳地悬停在我们希望的位置上呢?

    首先,无人机得知道自己在三维空间里的坐标,也就是知道自己在哪儿,才能找到需要悬停的位置,而这个坐标是靠GPS、气压计或者是超声波传感器、摄像头来实现的。GPS就很好理解了,大家都用过手机的GPS导航,无人机也一样,可以方便地通过GPS读数来了解自己所处的水平坐标。

    其次,除了水平坐标,还需要一个高度值才能确定无人机悬停的位置。虽然GPS也可以读取高度参数,但数据刷新率不够理想,可能会导致无人机高度掉落,所以现在专业无人机一般都采用气压计来读取高度参数(原理很简单,大气压是随高度变化而变化的)。

   剩下的事就交给飞控了,它会通过负反馈(高了就调低,远了就调近)的自动控制方式来让无人机稳定在预设的坐标点上进行悬停。

    另外,如果没有GPS信号(天气不好,搜不到卫星的情况也比较常见),无人机也可以依靠自身的IMU(惯性单元)来实现姿态飞控模式,凭借飞控员的手动操作,让它到达预定位置进行悬停。大疆的“悟”系列高端产品在没有GPS信号的室内可以通过超声波传感器和摄像头进行“视觉定位”,在同类产品中比较突出。

    而悬停精度方面,像大疆精灵2这类产品水平精度可达2.5m,垂直精度可达0.8m(最高端的“悟”系列也只是把垂直精度提升到了0.5m)。

  

第二式:绕点飞行

●无人机的最大意义是航拍,绕点飞行+摄像头始终朝向圆心是航拍最常见模式

    我们经常在一些展示片或者纪录片中看到一些航拍实现的环绕式长镜头,拍摄的镜头围绕目标旋转,实现360°无死角拍摄,这样的飞行模式是怎样实现的呢?

其实,通过前面对定点悬停的介绍,大家已经明白无人机是如何采集坐标参数的,那绕点飞行的原理也就很容易理解了。飞控单元通过绕点飞行的一系列算法,计算出飞行的路线和机身需要旋转的角度,然后再操控对应电机,让无人机按照这一路线飞行同时机身也按照设定的角度与速度进行旋转,于是,绕点飞行的动作就实现了,而飞控手则只需要设定一下需要环绕的目标所在的坐标点即可。

八卦一句,如果要手动进行操作,这种绕点+对圆心拍摄至少需要两个人,一个人操作飞机,一个人操控摄像装置旋转。而且操控飞机的人还得非常有水平才行!

 

第三式:对尾操控

●飞远了,方向弄不清?没关系,你面朝飞机,你的前后左右就是它的前后左右

    曾经有读者来信询问,如果无人机飞得太远,而且没有装备图传系统,肉眼无法识别其机头所朝方向,那要怎么控制才行呢?其实,除了基本的机头模式,有些无人机还支持比较智能的“对尾模式”。在对尾模式下,无人机面对操控者的方向始终被定义为遥控器上的“向后”,在这个模式下,机头朝向何方已经无所谓了,飞控手也不用费脑筋去“翻译”一遍无人机的相对飞行方向,一切都是所见即所得,很适合新手把玩。

    当然,如果无人机已经配备了图传系统,那对尾模式就没有太大用处了,毕竟图传系统实现的第一人称视角更适合飞行控制,专业飞控手也更喜欢这种模式。

 

  

第四式:定航飞行

●自动起飞,按预设路线飞行

    借助GPS定位,无人机可以按照预设路线自动飞行并规避障碍物,听起来很玄乎,但实际上专业无人机要实现这一点很容易,并且一些消费级的无人机也提供了这样的功能。例如完全靠手机遥控的Ghost无人机,借助高德地图的SDK,就能实现在地图上“点哪儿飞哪儿”的功能,如此一来,人人都可以变成飞控手——你只需要在地图上预先设定好飞行路线就行了。甚至还有这样的场景:你在地图上设定好航线,然后把无人机从窗子扔出去,它就能飞到指定地点,给女朋友送个惊喜礼物什么的,简直是碉堡了。

    当然,目前这样的功能在精度与智能判断障碍物方面还有待提高(专业飞控手依然会依靠图传+手控辅助来保证足够的精度),但我们相信不久之后这会成为消费级无人机的标准配备。

   

 

第五式:自动返航

●一键返航,同时能在失去遥控信号后自动返航

    要是无人机飞太远,飞控手彻底看不见了怎么办?要是遥控器没电了怎么办?要是无人机上的电池不够返航的余量怎么办?这些都不用担心,既然无人机可以通过各种传感器知道自己的坐标,那要自动返航也是轻而易举的事。

    当无人机搜索不到遥控信号(有可能是遥控器没电,也可能是距离太远或是受到干扰),它就会根据起飞时记录的GPS位置以及当下的GPS位置制定出返航航线自动返航并安全着落。另外,无人机的飞控系统会自动根据电池的余量判断是否足够返航使用,如果接近或达到返航余量的警戒值,它也会自动制定返航路线自动返航——免得飞到没电了又不知道掉在哪里。

 

 

 
本文出自2015-01-05出版的《电脑报》2015年第1期 A.新闻周刊
(网站编辑:ChengJY)


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