航拍基礎(chǔ)知識(shí)航拍的簡(jiǎn)介
航拍基礎(chǔ)知識(shí)航拍的簡(jiǎn)介
航拍是指用直升機(jī)，固定翼飛機(jī)或超輕型飛機(jī)在空中飛行過(guò)程中對(duì)實(shí)景實(shí)物，根據(jù)不同的高度、角度、多方位進(jìn)行攝影，攝像。以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于航拍知識(shí)的內(nèi)容，希望大家喜歡!
航拍的介紹
航拍又稱(chēng)空中攝影或航空攝影，是指從空中拍攝地球地貌，獲得俯視圖，此圖即為空照?qǐng)D。航拍的攝像機(jī)可以由攝影師控制，也可以自動(dòng)拍攝或遠(yuǎn)程控制。航拍所用的平臺(tái)包括飛機(jī)、直升機(jī)、熱氣球、小型飛船、火箭、風(fēng)箏、降落傘等。為了讓航拍照片穩(wěn)定，有的時(shí)候會(huì)使用如Spacecam等高級(jí)攝影設(shè)備，它利用三軸陀螺儀穩(wěn)定功能，提供高質(zhì)量的穩(wěn)定畫(huà)面，甚至在長(zhǎng)焦距鏡頭下也非常穩(wěn)定。 航拍圖能夠清晰的表現(xiàn)地理形態(tài)，因此除了作為攝影藝術(shù)的一環(huán)之外，也被運(yùn)用于軍事、交通建設(shè)、水利工程、生態(tài)研究、城市規(guī)劃等方面。
航拍有很多手段:無(wú)人機(jī)航拍\飛艇航拍,但是載人飛機(jī)真人航拍是最好的手段,相對(duì)于其他各種遙控航拍手段來(lái)說(shuō),才是真正意義上的航拍.
1998年起，重慶電視臺(tái)14年組織拍攝8次《鳥(niǎo)瞰新重慶》系列大型航拍紀(jì)錄片，開(kāi)啟了國(guó)內(nèi)城市航拍之先河。它全方位、立體化地展示了重慶城市建設(shè)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的巨大成就，其相關(guān)作品成為一張靚麗的城市推薦名片。2011年8月重慶電視臺(tái)啟動(dòng)第8次航拍，邀請(qǐng)參與7次航拍的資深電視人宋林作總導(dǎo)演，與中國(guó)航拍安全飛行第一人潘玉成合作，傾心打造的2011版《鳥(niǎo)瞰新重慶》即將正式發(fā)行。為展現(xiàn)城市山川之美，片中精彩紛呈，倒退懸停追拍輕軌列車(chē)、低空穿越商圈高樓、穿行武隆天生三橋、低飛穿越地龍溝峽谷、拉高到近4000米高空拍攝陰條嶺的藍(lán)天云霧、俯沖下降展現(xiàn)瀑布?jí)延^、貼近2米沿朝天門(mén)大橋橋拱拍攝等鏡頭令人叫絕，拍出了“大片”一樣非比尋常的視覺(jué)效果。
但是載人航拍成本太高,我現(xiàn)在就一些論壇上和網(wǎng)上關(guān)于遙控航拍的相關(guān)技術(shù)和參數(shù)作些補(bǔ)充:最近在航拍論壇談航拍技術(shù)的航空拍攝文章也逐漸多了起來(lái)，是一個(gè)好現(xiàn)象，好風(fēng)氣，為了能讓更多的想做航拍公司飛控的朋友少走彎路，我也談?wù)勎业暮娇张臄z意見(jiàn)和航空攝影看法，做點(diǎn)指導(dǎo)性的引導(dǎo)，希望能給大家?guī)?lái)一些航拍思路。
航拍公司的無(wú)人機(jī)航拍飛控是一個(gè)集單片機(jī)技術(shù)、航拍傳感器技術(shù)、GPS導(dǎo)航航拍技術(shù)、通訊航拍服務(wù)技術(shù)、飛行控制技術(shù)、任務(wù)控制技術(shù)、編程技術(shù)等多技術(shù)并依托于硬件的高科技產(chǎn)物，因此要能設(shè)計(jì)好一個(gè)飛控，缺少上面所述的任何一項(xiàng)技術(shù)都是不可能的，越多的飛行經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)?zāi)転樵O(shè)計(jì)初期提供很多避免出現(xiàn)問(wèn)題的方法，使得試飛進(jìn)展能夠更順利，要知道飛控的調(diào)試主要就是試飛，不比別的自控產(chǎn)品，試飛是高風(fēng)險(xiǎn)的，一旦墜機(jī)，硬件損壞，連事故原因都很難分析，就更難解決問(wèn)題了。這也是成熟的、可靠的飛控很少的原因。
據(jù)查，國(guó)內(nèi)公司名稱(chēng)字號(hào)包含“航拍”的公司只有“長(zhǎng)沙天目航拍服務(wù)有限公司”。
納達(dá)爾是首位實(shí)現(xiàn)航拍的攝影師和氣球駕駛者，他于1858年在法國(guó)巴黎上空拍攝。航拍(Aerial Photography)的軍事用途于第一次世界大戰(zhàn)期間由飛行員得到了發(fā)展。新沙佩勒戰(zhàn)役是其中著名的戰(zhàn)役之一。
航拍的難點(diǎn)
透視矯正
空中拍攝的照片，往往采取某一定角度拍照。這意味著，角度不正確的照片將與附近的物體大于遠(yuǎn)的物體。透視矯正扭曲的形象，以便在同等大小的物體的真實(shí)世界有同等大小的照片。見(jiàn)正射影像。
注冊(cè)
空中拍攝的照片通常映射到現(xiàn)實(shí)世界中的物體(街道，建筑物等)例如，航空照片可以轉(zhuǎn)換成一系列線的道路上載的照片。
拼接
來(lái)創(chuàng)建一個(gè)大面積的航空照片拼接加入這些照片一起，使他們形成一個(gè)單一的大型照片。此過(guò)程將創(chuàng)建“天衣無(wú)縫”的圖像。
航拍的硬件
很多朋友跟我一談起做航拍飛控需要硬件就是ARM、DSP、FPGA，就我多年來(lái)設(shè)計(jì)老一代飛控以及UP10和UP20飛控感受，其實(shí)硬件并不需要多豪華多高級(jí)，能滿足功能需要，編程使用方便，功能接口全為首選，例如：UP10僅僅使用AVR單片機(jī)就完成了所有的功能，內(nèi)置eeprom除了能完成各種設(shè)置以外，存航點(diǎn)數(shù)據(jù)也戳戳有余。內(nèi)部的ram也能滿足使用需求(不要考慮使用操作系統(tǒng))。這樣單片化能解決很多硬件間通訊、接口問(wèn)題，增強(qiáng)了可靠性和易編程能力，也能使得飛控做的很小巧。
功能齊全的Timer能夠通過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)獲取接收機(jī)信號(hào)和輸出舵機(jī)信號(hào)的能力。大部分自制飛控的朋友都采用將自控舵機(jī)信號(hào)和接收機(jī)信號(hào)通過(guò)多路2選一開(kāi)關(guān)芯片實(shí)現(xiàn)遙自控的切換，但是UP飛控直接獲取各路接收機(jī)信號(hào)，其目的是可以將來(lái)自遙控器的信號(hào)轉(zhuǎn)換為命令值，也就是使用遙控器實(shí)現(xiàn)指令控制，即RPV控制模式。
另外還有多余的Timer可以用作計(jì)數(shù)器，比如獲取發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信息?？偣驳挠?jì)時(shí)器很有限，必須合理分配和使用它們，有的還同時(shí)發(fā)揮多個(gè)作用。
單片機(jī)通常都自帶AD，但基本上最多到10位，并且頂多8～16通道，很多管腿的復(fù)用功能，使得你顧此失彼，無(wú)法直接用來(lái)獲取傳感器的信號(hào)，所以?xún)H用空余的AD通道采集飛控和舵機(jī)的電池電池電壓是很合適的。
飛控的傳感器
1、AD公司的MEMS角速率傳感器ADXRS150或者ADXRS300,價(jià)格一樣，量程分別為150和300度/秒，目前國(guó)際上流行的小型飛控的首選陀螺，其精度能滿足小型無(wú)人機(jī)的飛行控制。數(shù)量上需要3個(gè)，分別對(duì)應(yīng)3軸
2、AD公司的MEMS加速度傳感器ADXL202或者ADXL210，價(jià)格也一樣，量程分別為+-2g和+-10g，也是小型飛控的首選。數(shù)量需要2個(gè)，每個(gè)2軸，總共4軸，但是有一軸是重復(fù)的
3、氣壓高度傳感器和氣壓空速傳感器。兩個(gè)傳感器雖然都是氣壓傳感器，但是量程是有所區(qū)別的，作為高度傳感器的量程通常選用：15kpa~115Kpa。空速傳感器是差壓傳感器，其量程通常選用0～4Kpa，從而獲得比較高的分辨率。
4、如果要控制直升機(jī)、旋翼機(jī)等能懸停的飛機(jī)，還需要磁傳感器以獲取懸?；蛘叩退龠\(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)頭指向，固定翼飛機(jī)有一定飛行速度，這個(gè)傳感器不是必須的。
5、如果要做自動(dòng)降落功能，還必須有超聲波傳感器等測(cè)量對(duì)地高度的傳感器。因?yàn)闅鈮焊叨葌鞲衅鞲鷼鈮簣?chǎng)有關(guān)系，所以經(jīng)過(guò)一段時(shí)間氣壓場(chǎng)變化后，絕對(duì)高度將會(huì)不再準(zhǔn)確，因此飛機(jī)在自動(dòng)滑跑降落時(shí)必須在離地0.5米至1米的平飄需要測(cè)量相對(duì)地面高度的傳感器來(lái)完成。
飛行控制裝備
航拍利用的無(wú)人機(jī)航拍飛控是一個(gè)集單片機(jī)技術(shù)、航拍傳感器技術(shù)、GPS導(dǎo)航航拍技術(shù)、通訊航拍服務(wù)技術(shù)、飛行控制技術(shù)、任務(wù)控制技術(shù)、編程技術(shù)等多技術(shù)并依托于硬件的高科技產(chǎn)物，因此要能設(shè)計(jì)好一個(gè)飛控，缺少上面所述的任何一項(xiàng)技術(shù)都是不可能的，越多的飛行經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)?zāi)転樵O(shè)計(jì)初期提供很多避免出現(xiàn)問(wèn)題的方法，使得試飛進(jìn)展能夠更順利，要知道飛控的調(diào)試主要就是試飛，不比別的自控產(chǎn)品，試飛是高風(fēng)險(xiǎn)的，一旦墜機(jī)，硬件損壞，連事故原因都很難分析，就更難解決問(wèn)題了。這也是成熟的、可靠的飛控很少的原因。
航拍的工作過(guò)程
作為固定翼飛機(jī)，不需要自動(dòng)降落的情況下，只需要前3種傳感器，共8路電壓數(shù)據(jù)需要采集。為了獲得高精度，可以采用8路16位的AD芯片來(lái)采數(shù)據(jù)，將AD和傳感器一起做成一個(gè)組件，便于以后升級(jí)處理時(shí)，只需要更換底板(這就是UP10到UP20升級(jí)的思路)。根據(jù)AD的輸出接口選擇和CPU連接，可以是UART、SPI、I2C。
GPS通常都是串口通訊的，因此可以將它和CPU的一個(gè)串口連接，而CPU的另外一個(gè)串口通常與數(shù)傳電臺(tái)或者直接與地面站計(jì)算機(jī)連接，以便飛控和地面站雙向通訊，傳遞設(shè)置參數(shù)、航線數(shù)據(jù)等給飛控，而飛控將飛行數(shù)據(jù)向地面站傳輸。
CPU再富余的IO口可以用作一些任務(wù)操作，比如停發(fā)動(dòng)機(jī)，照相控制，任務(wù)設(shè)備電平監(jiān)控，任務(wù)設(shè)備控制等。
如果感覺(jué)CPU的eeprom存取速度慢，存儲(chǔ)量小，可以外擴(kuò)flash、eeprom等等存儲(chǔ)器，也可以通過(guò)SPI、I2c等接口。這些外部存儲(chǔ)器可以用來(lái)存儲(chǔ)飛行數(shù)據(jù)，也可以存儲(chǔ)一些諸如照片POS數(shù)據(jù)類(lèi)型的任務(wù)數(shù)據(jù)。
在PCB的設(shè)計(jì)過(guò)程中，一定要把高頻部分、低頻部分分開(kāi)，避免減少電磁干擾等情況的出現(xiàn)，采用多層板也對(duì)解決電磁兼容性問(wèn)題帶來(lái)幫助。
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