无人机应用的广度与深度[3]

邢强

翱翔蓝天 俯瞰大地

想要向世人展示壮美景色与锦绣山川，当然需要有能够从高处俯瞰大地的航拍设备。而大量综艺节目中的穿插镜头和全景拍摄也需要有一个能够时而临近拍摄时而升空俯瞰的机动灵活的镜头。早在几年前的《爸爸去哪儿》热拍之际，无人机就已经在航拍领域崭露头角。而自2012年兴起的航拍纪录片、城市形象片等宣传手段更是让航拍无人机得到了更加广泛的应用。

在广大的新闻记者队伍中，航拍无人机也广受欢迎。它能够从之前少有的俯瞰视角获得新闻场景的全局画面，实现业界梦寐以求的“360度无死角拍摄”。在使用航拍无人机进行大场景拍摄时，这些能飞的精灵们解放了摄影师的双手和双腿。相较于传统的地面拍摄，航拍无人机有很多独特的优势：不受地形环境的限制，拍摄者不用像以前那样事先选取适合拍摄的地面机位；拥有独到的新闻视角，可以拍摄出具有美学特征和把控全局要素的新闻画面；可深入危险场所获取第一手资料，且能在一定程度上保护工作人员的人身安全。航拍无人机不仅减轻了新闻工作者的工作强度，并能够完成以前很多只敢想而难以做到的拍摄任务。2015年，曾有无人机深入即将喷发的火山内部，获取了精彩的熔岩流动的画面；也有无人机飞入北极冰川的缝隙内，拍摄到以前只有那些甘于冒着生命危险用绳索降到冰层裂隙深处的探险家才能得到的美得令人窒息的画面，并借助这样的画面提醒人们全球变暖的风险和保护环境的重要性。

2015年6月15日，新华社总编辑何平为新华网新闻无人机编队授旗，标志着该网的新闻无人机编队正式成立。第一批新闻航拍无人机编队采用了国产大疆“小型一体化多旋翼航拍飞行器”。据报道，这批航拍无人机能够实现全天候、多地形、全媒体的新闻航拍，是首个全国性的无人机新闻项目。新华网新闻无人机编队的成立使中国也有了自己的专业新闻航拍无人机队伍。这个机队起步不晚、起点也很高，与CNN、纽约时报、华盛顿邮报和美联社等媒体的无人机编队处于同一技术水平。中国的新闻工作者正借助航拍无人机开启全面立体化新闻拍摄的新时代。

航拍无人机小巧灵活，能够适应多种环境，使用成本也比有人驾驶的航拍直升机低得多。这些无人机拍摄的图片、视频，采集的新闻素材将会在今后的新闻报道中充当重要的角色。当人们在用手机刷新当天的新闻网页或用电视收看新闻报道时，会看到越来越多由无人机拍摄的画面。人们获取信息的能力和制作新闻画面的手段正在以前所未有的速度发生着变化，并潜移默化地改变着我们的生活，新闻将更真实、更美好和更亲和。

遵守规定 合法拍摄

不过，作为目前民用无人机中最为广泛的一种应用形式，使用无人机进行航拍与政策法规的碰撞也最为频繁。航拍无人机在很长一段时间内总是与“黑飞”和“扰民”等相关字眼绑定在一起。查干湖冬捕的场景很震撼，马拉松比赛的画面很有动感，但是如果航拍无人机在对这些场面进行拍摄时不遵守相关规定，会给人们带来不少麻烦。因此，在使用无人机进行航拍之前，有必要先对其航拍的相关政策进行一些了解。

英国对起飞质量小于20kg的无人机的管制比较宽松。当然，囿于目前无人机的技术水平和一百年前进行试飞的无人机失控后坠入人群的血的教训，英国对无人机的安全性还是有所顾忌的。所有飞行中的无人机都要与人口密集区域（通常认为是人数大于1 000人的区域）保持150m以上的距离。除起降阶段外，无人机与任何人都要保持至少50m的距离而且整个飞行过程都要在地面操纵员的视野范围内（与操纵员的水平距离500m以内，飞行高度小于122m）。当机上有航拍设备时，该无人机受1998年颁布的数据保护法案约束，不得侵犯他人隐私。当无人机的质量大于等于20kg时，无人机操作员需要向英国民航局（The Civil Aviation Authority，简称CAA）提交申请，其审批流程与有人驾驶的民用飞机类似。

美国联邦航空管理局FAA在2007年才首次允许一架民用无人机在公用的通航机场内使用。由于获得这份具有试验意义的适航证的“阴影”200B民用无人机是由美军RQ-7B战术无人机改造而来，因此实际上FAA当时仍未对广大的民用无人机市场真正敞开怀抱。不过，非商业目的的类似航模飞行的无人机活动在美国还是被允许的。只要其质量在25kg以下，且飞行高度被控制在400英尺（约121.9m）以下，让飞行器始终保持在视线范围里，而且远离机场，同时不进行涉嫌侵犯他人隐私的活动，美国的无人机爱好者们还是能够享受放飞的乐趣。但是，在体育场周围放飞可不是个好主意。2014年10月，FAA出台了一项新规定，要求在比赛开始前1小时到比赛结束后1小时这段时间内，体育场周围3英里（约4.83km）范围内不得出现无人机（到场人数超过3万人的赛车场也适用该规定）。违反这一规定的无人机操纵员将面临为期一年的刑罚。

FAA已逐步放开了无人机在美国领土上的使用限制，允许其进行以执法、监测和大气研究等用途的飞行。另外，FAA在阿拉斯加大学、纽约州的格里菲斯国际机场、北达科他商务部、德州农工大学柯柏斯克里斯提学院和弗吉尼亚理工学院暨州立大学和内华达州开设了六个试点，用于无人机追踪偷猎者、喷洒化肥农药和投递快递包裹等应用的测试。

2014年4月22日，美国首例商用无人机试飞活动在FAA北达科他试点进行。这标志着美国也加入了商用无人机俱乐部。目前，FAA已接收了30多项民用无人机商业飞行的申请，其中有6家好莱坞影视制作公司与亚马逊等公司获准进行无人机飞行试验。

由此可见，航拍无人机尤其是用于好莱坞影视拍摄的无人机属于美国较早放开的一类民用无人机。

在中国，使用航拍无人机进行作业之前需要进行申报。航拍无人机的申报流程有其自身的特点。这个特点是由当前航拍无人机的飞行特征和目前我国对无人机管理政策法规共同决定的。与遥感勘探无人机不同，新闻航拍无人机往往更倾向于临近目标上空拍摄事件场景的俯瞰画面，其飞行高度通常不会超过1千米。按我国现行的无人机相关法规的规定，无人机是无人驾驶航空器的一种，其操作和使用规范适用于我国的通用航空相关规定。严格来说，无人机操作员需要持有无人机执照。从2014年4月起，无人机操作手的资质和训练管理要由“中国私用航空器拥有者及驾驶员协会”来负责。持有执照的无人机操作员进行航拍作业之前，要申报空域。目前的法规要求，无人机操作员需要在飞行前一天的15时之前向所管辖区的航空管理部门申报飞行计划。该申报通常会在3小时之内得到回复。为预防出现特殊情况，操作手在进行飞行之前，还需再次电话申报核实。

稳定云台 高清画质

拥有了使用航拍无人机进行拍摄的想法，清楚与航拍无人机的相关政策法规后，就需要对航拍无人机的硬件设备和操作方法进行一番了解了。

总体来说，航拍无人机本身就是民用无人机的一种，除了在之前的系列文章中提到的无人机自动驾驶仪和相关传感器方面的注意事项之外，航拍无人机对云台和机上的减震设备有着格外高的要求。

虽然早在1936年，以陀螺仪稳定的测距仪就已经出现在战列舰上，但是无人机的小尺寸和灵活多变的飞行姿态对陀螺仪提出了更高的要求。一般来说，重量小、集成度高的微机电MEMS陀螺组件是个不错的选择。MEMS能够时刻检测平台的角度和角速度信息，并将其反馈给平台驱动电机，以抵消飞行器姿态变化的影响，使平台上摄像机的视轴保持稳定。

这种平台可以隔离空气吹拂和机体震动等扰动，使无人机能持续提供清晰的视频图像。另外，有的平台还能快速响应控制信号，使摄像头的视轴能够时刻跟随目标，进行跟踪拍摄。因此，带有云台的航拍无人机需要无人机操作员和云台手的通力合作才能更好地完成拍摄任务。

对云台的熟练应用可以让无人机在较大的风力中也能拍摄出画质较好的影像。这主要是由于多旋翼无人机在执行抗风动作的时候，会不可避免地出现机身倾斜或旋转的机动，致使固连在机架上的摄像机拍摄到的地平面倾斜，影响画面质量。而云台则能隔离无人机本身的姿态变化对摄像机的影响，使无人机“安心”应对阵风干扰。

无人机上的减震垫和减震橡胶则是默默改善拍摄质量的“英雄”。减震垫能够减少机体震动对飞控部件的影响，而这一点往往会被初次组装无人机进行拍摄的爱好者所忽略。实际上，再好的云台也难以完全消除无人机因飞控受机体震动激发出来的飘摆运动对画面的影响。当飞控没有通过减震垫与机体连接时，无人机拍摄出来的画面会产生扭曲现象。这在拍摄高层建筑的外墙或笔直公路的时候尤其明显。

有理由相信，航拍无人机会在云台技术的进一步发展和锂电池、燃料电池技术持续突破的背景下拥有很好的发展前景。今后也必将有越来越多的人用航拍无人机来拍摄出美妙的画面，从商业和艺术的角度上获得成功。