与(yǔ)几(jǐ)年前相比,现(xiàn)在(zài)玩无人飞行器的人多(duō)了很多。在过去,大(dà)多(duō)数以航(háng)模飞机(jī)爱好者居多,而随着电池和遥(yáo)控技术(shù)的发展、航(háng)拍应用的普及,不知不觉中,无人机(jī)从鲜为人知变成了如今大众所认同的潮流玩物,这与(yǔ)航(háng)拍云(yún)台技术的发展密不可分。
实际上(shàng),云台是摄像中常用(yòng)到的,安装、固定(dìng)摄像机(jī)的(de)支撑设备,它分为固定(dìng)和电动云台两种(zhǒng)。它不对图像进行直接接(jiē)收,而是(shì)控制(zhì)摄(shè)像机或其它设备的转(zhuǎn)动方向。云台(tái)是承载摄(shè)像(xiàng)机进行水平和(hé)垂直两(liǎng)个(gè)方向转(zhuǎn)动的装置。
目前(qián)的云台(tái)大致可分为固定式航拍云台和电动可调节(jiē)云台两种。
1、固定式(shì)航拍云台
固定云(yún)台适用于监视范围不大的情况, 在固定云台上安:装好摄像(xiàng)机(jī)后可调整摄像(xiàng)机(jī)的水平(píng)和俯仰的(de)角(jiǎo)度,达到最好的工作(zuò)姿态后只要锁定调整机构(gòu)就可以了。
广义上的航拍,被定义为所有在(zài)天空(kōng)中拍摄的(de)照片和(hé)视频,早在二战旗舰就出(chū)现了,当(dāng)时德国的光学(xué)厂商研制高素质的镜头,用于在飞机上拍摄地面的地(dì)形军情等信息,在2012年以前,一般(bān)会被应用在军事领(lǐng)域较多,诸(zhū)如在阿富汗战(zhàn)争中,美国的无(wú)人战(zhàn)机就是通过无人机监视,找到了本拉(lā)登(dēng)的行(háng)踪,并且(qiě)将其炸毁。
在一般的军事用(yòng)固(gù)定翼无人飞机,所(suǒ)采用的(de)拍摄云台,大多(duō)数是固定式航拍(pāi)云台,垂直面(miàn)向地面拍摄,没有运动补偿等稳定画面的装(zhuāng)置,而先进的军事侦(zhēn)察用的无人机中,加入了球形监视器摄像(xiàng)头,能够360°的调整角度(dù),优点是能够保持机身气流的流(liú)畅性全(quán)方(fāng)位拍摄影相(xiàng),缺点是画面清晰度较差以及调(diào)整(zhěng)角(jiǎo)度并不太灵面。
在2012年前后,娱乐无人机刚面世时(shí),无人(rén)机所(suǒ)采用的(de)航拍(pāi)云台普遍都是固定式(shì)云台,将相机与飞(fēi)行器固定在一起,运用调整飞机(jī)的角度,调整航拍(pāi)时(shí)的视角(jiǎo)。固定式的云(yún)台优点是(shì)能够减少成(chéng)本(běn)、减轻重量、省电,从(cóng)而提高飞行时间,缺(quē)点(diǎn)也非常(cháng)明显,就是航拍画(huà)质较差、无法改变(biàn)视角。
2、电动(dòng)可调节云(yún)台(tái)
电动可调节云台适用于(yú)对大范(fàn)围进行扫描监视,它可以扩大摄像(xiàng)机的监视范围。电动(dòng)云台(tái)高(gāo)速姿态是(shì)由(yóu)两台执行电(diàn)动机来(lái)实现,电动(dòng)机(jī)接受来自控制器的信号精确地运(yùn)行定(dìng)位。在控制信号的作用下,云台上的(de)摄像(xiàng)机既可(kě)自动扫描监(jiān)视区域,也可在监控中心值班(bān)人员的操纵(zòng)下跟踪监视对象。云台根据其(qí)回转的特(tè)点可分为只能左右旋转的水平旋转云(yún)台和既能左右旋转又能上下旋(xuán)转的全方位云台。在无(wú)人机应用上,电动云台又可以细分为三轴和两轴的(de)。
三轴(zhóu)稳定航拍(pāi)云台
三轴稳定航拍云台(tái)是对(duì)微型陀螺(luó)仪(yí)的技(jì)术成熟后才诞生的,在(zài)过去,用来测量是否水平的(de)陀螺仪都(dōu)较(jiào)为庞大,但随着(zhe)科(kē)技(jì)技(jì)术的进步,陀螺(luó)仪被应用(yòng)到航拍云台上,使航(háng)拍(pāi)时候无(wú)人(rén)机的前进、后退时,飞机姿态的变(biàn)化,所产生的影像(xiàng)得以弥补(bǔ)。
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三轴稳(wěn)定航(háng)拍云台是现在(zài)主流航拍(pāi)无人机所采用的航拍防抖云台,它优点是对航拍时的画面有全方(fāng)位的稳定,保证画面清晰稳定;而(ér)缺点是(shì)工程造价较贵,由(yóu)于电机控制,所以相对(duì)会(huì)耗电,降低航拍的(de)续航时间。
两轴稳定航拍(pāi)云(yún)台
两轴(zhóu)稳定(dìng)航拍(pāi)云台其(qí)实是三轴稳(wěn)定航拍云台(tái)的缩(suō)减版,在市(shì)场上一些(xiē)定位在(zài)低端产品的无人机所大量采用(yòng),原因是两轴(zhóu)稳(wěn)定(dìng)器能够降(jiàng)低成本,省去了垂直方向上的(de)稳定补偿,对耗电也会有所帮助。大多航拍用的无人机都是轴对(duì)称的结构(gòu),而轴对称(chēng)结构在垂直方向上的晃(huǎng)动(dòng)都不是太厉害。
有些无人(rén)机的脚架是作为天线(xiàn)的作用,在(zài)飞行中,不能够收起脚架,而航拍相机的水平转动,会在(zài)航拍过程中(zhōng)碰到脚架,在实际使(shǐ)用中并不方便。此类(lèi)型航拍云(yún)台相比三轴航(háng)拍稳(wěn)定(dìng)器,两(liǎng)轴航拍稳定云台的,其优点是价(jià)格便宜、拍摄效果还可以接受,而(ér)缺点也是(shì)耗电影响续航时间(jiān),同(tóng)时在无人机剧烈运动的时(shí)候,视频拍摄(shè)不能(néng)平(píng)滑(huá)过渡。
手持云台
其实手持云台(tái)的核心是三轴陀螺仪和(hé)三轴加速度传感器(qì),实质上和(hé)无(wú)人机上搭载(zǎi)的三轴(zhóu)稳定(dìng)航拍云台一样。手持云台把(bǎ)原本只有(yǒu)专业(yè)人士才能办到的事情,透过简(jiǎn)单的电子稳(wěn)定系统,让所有人(rén)都(dōu)可以简(jiǎn)单的拍出非(fēi)常细致且完美的镜头。手持云台能够实时获取数(shù)据计算(suàn)出倾斜角,然后把(bǎ)数(shù)据通过PID算法得出应该(gāi)给电机什(shí)么控(kòng)制量。说直白(bái)点,你(nǐ)人往左倾了,就让电机往右校正,往右倾(qīng)了,让电机往左校正,往前倾(qīng)了(le),让电机往后校正,往(wǎng)后(hòu)倾了,让电机往前校正。通过(guò)这种相(xiàng)互抵消来实现拍摄画(huà)面的稳(wěn)定,别说是(shì)坐在汽车(chē)上拍(pāi)摄,哪(nǎ)怕是(shì)坐在马车(chē)上(shàng),都一样稳稳的(de)。
在(zài)手持云台出现前,已经有(yǒu)专门用于(yú)稳定摄像机(jī)的设备--斯(sī)坦尼康了,那么斯坦尼康和手持(chí)云台的不同到底(dǐ)在(zài)哪呢?
手持三轴云台和斯坦尼康(kāng)最(zuì)大区别是适应性和使用方式上。手持三轴(zhóu)云(yún)台承重有限,充(chōng)其量也就(jiù)是架设单反之类的拍摄(shè)设备,可单手也可双手握持,三分钟就(jiù)能学会(huì)。采用(yòng)了从无(wú)人机航拍(pāi)云台上移植(zhí)下来(lái)的电(diàn)控系统,精度更高,稳定效果更好,相对(duì)于(yú)大(dà)型斯(sī)坦(tǎn)尼康要轻(qīng)便的多,且方(fāng)便携带,单人就能玩(wán)转。斯坦(tǎn)尼康现在(zài)有很多类(lèi)型,从单手握持到专业领(lǐng)域(yù)使(shǐ)用的带承(chéng)重背心的(de)大型斯坦尼康,对使用者的要(yào)求很高。作为一种高度人机结合(hé)的机械装(zhuāng)置,其(qí)发挥空间(jiān)更多(duō)的还是在人的表现(xiàn),不像手持(chí)三轴(zhóu)云台(tái)那(nà)样,只(zhī)需关注画面和焦点就可以(yǐ)了。想要自如运用需(xū)要很多练习,上手有难度。
3、未来(lái)的(de)发展(zhǎn)
在现在无人机航拍云台(tái)上的耗(hào)电是影响无人机飞行(háng)的一大(dà)因素,虽然可以提升(shēng)电能(néng)使用方面上(shàng)所努力,让是减(jiǎn)少耗电量是重要的一个方面(miàn),而在稳定云台的电机(jī)耗(hào)电上,有网友实际(jì)测试,在其他因素相同的(de)情况下,在不安装(zhuāng)航拍云台下,飞行时间(jiān)能够长(zhǎng)达(dá)26分钟,而安装航拍云台(tái)后,飞行时间下降至18分(fèn)钟,安装了云台后下降了30%的续(xù)航时间(jiān)。因此改进云(yún)台(tái)的耗电,尽量减少云台对(duì)电池的(de)消(xiāo)耗,将省(shěng)下(xià)来的电优(yōu)先供(gòng)给(gěi)无人机(jī)续航。
在未来,航拍(pāi)无人(rén)机与VR技术结(jié)合是发展的潮流,但同(tóng)时,高清晰度的全景视频和(hé)照片都会(huì)带来大量数据需要处(chù)理,仅仅1080P清晰度(dù)的视频,短(duǎn)短几秒中的视频估计也(yě)会几百MB以(yǐ)上,4K将(jiāng)会是天文数(shù)字。不过在数据(jù)的处理问题上,技术上的革(gé)新相信会在(zài)不(bú)久中出现,较为成(chéng)熟的产(chǎn)品也会(huì)有所诞(dàn)生(shēng)。(转自(zì)宇辰网)

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