无人机航拍实训教学基础飞行练习手法研究

卜清柔

（广州民航职业技术学院，广东 广州 510410）

0 引言

随着国内消费级无人机市场的兴起，越来越多的消费者关注并涉足无人机领域。无人机行业应用主要分为航拍、植保、巡检、安防及测绘五大版块，无人机航拍作为无人机行业中最基础的应用，是每位无人机初学者入门必学的技能。同时，飞行练习是所有无人机应用中最基础的环节，而随着无人机应用专业技能与实际工作场景结合的深化，对操作者的无人机飞行技巧的要求也越来越高。如何进行必要的飞行实训手法练习，对无人机航拍初学者而言具有重要的意义。

1 国内无人机航拍培训市场现状

国内主流的无人机制造商中，有超过43%的厂商从事专业航拍无人机的生产，据中国航空运输协会通航分会2019年中国航拍无人机市场品牌竞争格局数据显示，份额占有比例为大疆52%，零度智控24%及其他品牌24%。实际上，市场上开设无人机培训的机构并不多，而开设有无人机航拍培训的机构更少。教育部职业技术教育中心研究所教职所〔2020〕257号文《关于受权发布参与1+X证书制度试点的第四批职业教育培训评价组织及职业技能等级证书名单的通知》[1]显示，全国共有8间企业获批无人机职业教育培训评价组织及无人机职业技能等级证书（见表1）。此外，面向社会的主流无人机培训还有由中国民航局颁发的民航局无人机驾驶员执照培训，由广州极飞科技有限公司旗下极飞学院开展的无人机植保、测绘培训等[2]。

表1 参与1+X证书制度试点的第四批职业教育培训评组织及职业技能等级证书名单（无人机部分）

据深圳大疆创新科技有限公司旗下的慧飞无人机应用技术培训中心公开数据[3]显示，无人机航拍培训从2016年开展至2020年底已有超过2.5万名学员参加，全国参训人数仍呈现逐年增长的趋势。可以说，慧飞无人机应用技术培训中心是全国目前规模最大的无人机航拍培训机构。

2 无人机航拍实训飞行练习阶段划分

无人机航拍实训飞行练习手法应遵循从易到难、逐步进阶的原则加强练习强度与难度。初学者可先使用组装机进行第一阶段练习，随后可使用能开启GPS导航的自动挡模式下进行第二阶段练习，之后再使用关闭GPS导航的手动挡模式进行第三阶段练习，最后再使用开启GPS导航的自动挡模式及同步使用拍摄与录像功能进行第四阶段练习，同时需做好在GPS信号弱的情况下飞行器被动切换成手动挡模式下马上无缝进行拍摄与录像的第五阶段应急练习[4]。

飞行练习一定要以安全为第一要素，初学者必须在教员的陪同与指导下试飞，而且需设置一定的安全距离范围，小微机型一般可在飞行区域各边界再加2米以上距离作防护，也为了避免在多组练习时飞行器之间信号相互干扰，甚至在必要时应加设防护网等安全用具，范围略图可参考图1。

图1 飞行实训安全距离参考图示

3 无人机航拍实训飞行练习手法研究

以下就常用的无人机航拍实训飞行练习手法从“点、线、面”的角度进行梳理及阐述，以及建议初学者尽量按照下述顺序进行练习，如图2-5所示。

图2 四面悬停法图示

3.1 四面悬停法

（1）飞行器尾部面向操作手起飞，从起飞点处以对地面相对高度1米直线水平飞行5米后悬停，调整机头方向面向操作员。

图3 十字飞行法图示

图4 矩阵飞行法图示

图5 圆形飞行法图示

（2）以飞行器机头面向操作员为正面，以顺时针方向实施6点、9点、12点及3点四面方向悬停，每面停顿时间3秒以上，后调整机头回6点方向。

（3）飞行过程中飞行器速度保持均匀、无偏离，飞行器姿态正确。

（4）完成动作后原地在中心点处降落，保持机头面向操作员不变。

（5）需要注意的是，自动挡下的悬停，因飞行器会根据GPS定位自动修正，所以能在空中保持同一位置不变；但如为手动挡下的悬停，在无GPS定位的情况下，受风向等因素影响，会在空中漂移，需要操作者根据现场实时情况不断控杆修正位置偏离。

3.2 十字飞行法

（1）在完成前述动作后原地起飞，对地面相对高度保持1米。

（2）以飞行器机头面向操作员为正面，从中心点沿6点方向飞出3米后悬停，机头方向不变后退至中心点，再调整机头方向至9点方向飞出3米后悬停，机头方向不变后退至中心点。以此类推，沿轨迹方向进行十字航线飞行。

（3）飞行过程中飞行器速度保持均匀、无偏离，飞行器姿态正确。

（4）完成动作后调整机头回6点方向，并直线飞行回起点处降落。

3.3 矩阵飞行法

（1）在完成前述动作后以对地面相对高度1米直线水平在起点处起飞。

（2）以飞行器机头面向操作员为正面，起飞后调整机头至9点方向并向左直线平移飞行5米，在转角处快速调整机头为12点方向并向前直线飞行3米。以此类推，在每个转角处调整机头沿矩阵航线前进轨迹飞行，需控制转向停顿时间3秒以内。

（3）飞行过程中飞行器速度保持均匀直线平移、无偏离，飞行器姿态正确。

（4）完成动作后在起点处降落，保持机头面向操作员不变。

3.4 圆形飞行法

（1）从起点处起飞后以对地面相对高度1米直线水平飞行5米至中心点后悬停，调整飞行器机尾方向面对操作员。

（2）以机尾面向操作员直线后退3米，并以3米为半径，以顺时针方向实施圆形飞行航线，机头沿圆形轨迹方向飞行。

（3）飞行过程中飞行器速度保持均匀、无偏离，飞行器姿态正确。

（4）完成动作后回到起点处，调整机头面向操作员降落。

（5）尤其需要注意，圆形飞行法在行业中俗称“刷锅”，部分智能程度高的航拍无人机如精灵4内置有“兴趣点环绕”功能，即可在GPS导航下设置好半径后用自动挡一键实现圆形飞行功能；如使用手动挡进行圆形飞行，或双圆联合形成“8”字飞行，均属于难度级别高的动作，对操作者的飞行技巧要求及应变能力较高，应在有较好的飞行基础下再作尝试[5]。

3.5 飞行手法组合练习

以上飞行手法中提到的飞行距离或半径可根据实际场地进行修改，同时可通过限制每个动作完成的时间与精确度提高练习的强度与难度。在完成前述练习后，结合四种练习方法中用到的前进、后退、向左平移、向右平移、上升、下降及旋转共六种基本操作方向，进行两两自由组合，产生如前进上升、平移上升、螺旋下降等多种新飞行组合，再进行进阶练习。

4 结语

无人机基础飞行实训具有入门容易、进阶较难的特点，初学者在一开始的新鲜感丧失后容易感到枯燥无味，需要较大的耐性及较长时间的苦练，并在熟练后需要保持不间断的练习保持操控手感。初学者要以安全为第一原则，在充分熟悉使用机型功能与特性的前提下，并在专业教员的陪同与指导下进行练习。