无人机航拍系统在婚庆中的应用研究

张广桢+何景峰+何晨辉+何耀华+李航

摘 要： 本文是在大学生创业课题无人机航拍系统在婚庆中的应用研究的基础上，根据婚庆航拍的需要，设计组装了一架具有航拍功能的四旋翼飞行器进行婚庆航拍创业。实践表明该平台能够满足婚庆航拍的需要，航拍图像清晰、回传速度快，可满足婚庆航拍大学生创业的需要。

关键词：无人机 航拍系统 婚庆 飞行控制器

中图分类号：V249.1 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）12-0258-01

一、引言

隨着无人机技术的迅速发展，无人机逐渐被广泛应用到日常生活中。航拍又称空中摄影或航空摄影，是指从空中拍摄获得俯视图。航拍的摄像机可以由摄影师控制，也可以自动拍摄或远程控制。航拍所用的平台包括直升机、热气球、小型飞船、火箭、风筝、降落伞，多轴，固定翼等，现在越来越多以多轴无人机做平台[1]。航拍技术日渐成熟，婚庆航拍应运而生。

二、无人机航拍系统硬件方案设计

由于婚庆航拍主要在住宅小区和室内进行，所以无人机航拍系统要求可操控性强。室内干扰信号多，无人机航拍系统抗干扰能力要求比较高，室内结构复杂，要求无人机具有避障功能，根据婚庆航拍任务的特点，我们选择四轴无人机飞行平台作为婚庆航拍平台。四轴无人机飞行平台相对来说在多旋翼无人机中比较小巧，比较适合在室内空间有限的场合使用，稳定性也能满足要求，而且技术发展比较成熟。

无人机航拍系统由四轴无人机飞行平台和地面操控系统组成。四轴无人机飞行平台具体结构包括：飞行控制器（包含三轴陀螺模块、三轴线加速度计、高度计、电磁罗盘）、云台、航拍相机、图像传感器、电源、电调和无刷电机。四轴无人机飞行平台结构如图1所示。

飞行控制器采用开源APM 2.8飞控，该飞控具有以下特点[2]：

免费开源固件，支持飞机（“ArduPlane”），多旋翼（四旋翼，六旋翼，八旋翼，十旋翼 等），直升机（的“ArduCopter”）和地面车辆（的“ArduRover”）；

通过点击式的桌面程序完全的规划任务脚本；

可以支持上百个三维航点；

使用强大的MAVLink协议，支持双向遥测站和飞行大全 - 宜配网控制命令；

多种免费地面站，包括APM PLANNER ，HK HCS；

跨平台，支持在Windows，Mac，甚至手机安卓系统，和Linux。在的Windows下使用图形任务规划设定工具（苹果下可用模拟器）Arduino的编程环境，也是完全跨系统的；

自动起飞，降落和特殊的动作命令，例如视频和照相控制。

航拍云台采用 DJI大疆 Zenmuse H3-2D云台，航拍相机采用的Gopro4相机具有较高的分辨率。DJI推出针对GoPro系列相机的Zenmuse云台产品——Zenmuse H3-2D，H3-2D云台完全针对GoPro Hero3相机而研制，两者完美配合达到最佳航拍画质[3]。它凭借其高精度、高稳定、轻便携、即插即用等特性，被广泛被用于影视摄影，广告航拍等领域。即使飞行器处于高速飞行状态中，仍能够精准地控制挂载的GoPro相机保持稳定（角度精度可以达到±0.08°），使画面输出达到最佳的效果，航拍图像采用WIFI传输。

超声波测距模块采用US-016超声波测距传感器，该模块集发射与接收于一体的测距模块，并且超声波相对稳定，受外界干扰少，所以测距精度很高，与国外的SRF05，SRF02等型号超声波测距模块性能与精度无相上下[4]。该超声波模块具有高精度，盲区近等优点，并且盲区只且仅有2cm，测量距离范围为2cm-450cm，非常适合避障飞行测距。

三、总结

1.操纵动作大（操纵动作大表现在无规律频繁的改变飞行姿态或云台镜头的运动，而大多数情况下，摄影的好坏，画面稳定是首要。所以切记，进入拍摄环节时飞机的姿态和镜头的运动要稳，匀速和柔和，需提前想好下一步动作，再相应柔和的进行动作变化，否则画面会眩晕）

2.画面不流畅（画面抖动不稳定，造成原因，或者是空气流扰动造成，或者是我们太注意细节，比如太关注屏幕上的叠加数据，操纵飞行姿态出现了迟疑）

3.画面露桨（镜头画面中出现桨叶这点，可能会被有很多人忽略，好的航拍作品基本不会露桨，影响画面美感，航拍时要尽量避免露桨现象）

参考文献

[1]走进无人机微信公众号。

[2]新编APM2.8中文入门手册。

[3]大疆 Zenmuse H3-2D云台说明书。

[4]US-016超声波测距传感器说明书。