无人机航拍实训教学基础飞行机型选择与使用研究

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  摘 要:本文以广州民航职业技术学院无人机培训教学实践经验为基础,梳理并阐述为初学者开展无人机航拍实训教学时各阶段所需选择的训练机型、飞行作业前后的检查清单以及未进行检查时可能存在的影响,为其他院校开展无人机航拍培训及无人机专业基础教学实训提供参考。
  关键词:无人机航拍;飞行实训;机型选择;作业检查
  
  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[1]作为全国目前规模最大的无人机航拍培训机构,从2016年成立至今已培训超过2.5万名航拍学员,其航拍培训主要使用机型为大疆精灵4。实际上,仅旗舰店[2]的数据显示,消费级大疆航拍无人机各主流型号销量基本为十万台以上;此外,该销量还未计算大疆商城及线下经销商等未公开数据的渠道。可见,在培训量远远未达到销量的当前,无人机航拍的培训市场空间较大,而规范有序的实训教学不仅对促进培训与产品销售的有效转化具有强关联性,也对高职院校开展无人机专业教学具有重要的意义,甚至对更多的个人爱好者入门也有一定的帮助。
  一、国内航拍无人机主流机型简介
  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%。作为国内无人机制造的领军企业,深圳大疆创新科技有限公司的航拍无人机在市场上最具代表性,其面世的机型种类繁多(见表1),价格跨度大从两千多元到数万元不等,外形与功能上差异也大。虽然部分机型已因大疆企业自身的技术革新停产,但很多停产机型仍在二手市场活跃。同时,航拍机型作为基础机型,部分系列正在向其他用途延伸,例如,2018年御系列中还曾发布Mavic 2 Enterprise及Mavic 2 Enterprise Dual两个行业级型号,用于巡检与安防;同年精灵系列中还曾发布Phantom 4 RTK型号,用于测绘。因此对初学者而言根据自身需求选择合适的机型能在练习上事半功倍。
  二、无人机航拍基础实训阶段划分与机型选择
  无人机航拍实训实际上分为“航”“拍”与“航拍”三个阶段,也就是先要学会飞行,然后设计为了拍摄而需要如何去飞行,最后才能做到边飞边拍以获取理想的图像视频素材为目的的结合。
  首先,在“航”的阶段,因初学者情绪紧张容易操作失误发生碰撞,练习基础飞行在有效训练的同时需兼顾考虑耗材与维修成本最小化,可采取能自行组装的简易组装机进行练习,需保证飞控和遥控器等核心部件正常运作,其余部件可尽量简化。体积较小的F450是在该阶段最为常用的机型,但需要注意,F450不是指具体机型,而是指组装标准——即轴中心与对角轴中心之间的距离是450mm。在该阶段实施前可在电脑上先安装模拟飞行软件,同时搭配飞行遥控杆进行虚拟练习,通过测试后再上手组装机能达到更好的效果,也能更好地减少初学者炸机。如未来规划有更为专业的技能应用需求及需要非常扎实的飞行功底,可同期学习并考取中国民航局无人机驾驶员执照,该执照培训一般前期使用F450机型,中后期及考核时则使用体积较大的大疆筋斗云系列S1000机型。部分机构会使用同系列的F550机型代替F450机型及S1000+机型代替S1000机型。
  其次,在“拍”的阶段,练习为达到拍摄目的而进行航线规划、飞行技巧运用阶段,则对飞行器搭载的云台相机或挂载镜头有一定的要求,对于初学者而言,适合选择自带云台相机及遥控屏幕的飞行器。同时需要初学者有意识地对拍摄的视频进行脚本构思、分镜创作,以及对每一次飞行每一个镜头需拍摄的素材进行航线规划,而航线规划需要考虑天气、光线等因素设计飞行器飞多高、飞多远、使用何种手法去飞的问题,以及何时开始及终止拍摄、甚至是否需要镜头补拍。受限于当前无人机电池續航时间短的问题,实际野外拍摄时,尽可能一次性携带数量达到体力上限的电池,同时也为了在高清画质拍摄下尽可能节省储存空间,单次起飞后能按照计划航线飞行并能完成拍摄任务显得尤其重要。在该阶段,准行业级大疆精灵4系列的4款机型是主流,当然,消费级御2系列的3款机型也能起到同等作用。
  最后,在“航拍”阶段,以拍摄理想的素材为目的而无人机则作为为达成这一目的的优秀辅助工具,因此需要重点考虑拍摄成品所需达到的画质、尺寸、曝光度等参数,挑选能搭载合适镜头甚至是能搭载摄像机的飞行器更重要。在某些商业拍摄时,为了能更高效地完成拍摄,某些无人机机型能提供两名操作员同时操作飞行器的功能,即其中一人操控遥控器确保飞行路线,另一人操控云台确保拍摄时镜头的合适位置,但这要求两名操作员具有专业的技术及高度的默契。对初学者而言,上一阶段的精灵4系列与御2系列仍是优先的选择,而在有丰富的飞行与拍摄经验后,可尝试转换成悟系列的两款机型进行练习。
  以下就主流无人机航拍实训机型进行优缺点对比。
  三、无人机航拍实训飞行器作业前后检查要点
  在为初学者调整好合适的学习阶段及选择好实训机型后,教员可开始指导初学者认识飞行器结构与功能,以及讲授飞行器起飞前准备、飞行中操作、飞行后降落及日常维护等具体步骤。由于作业中的飞行与拍摄操作细节较为复杂,本文篇幅有限,故不在此赘述。此处重点关注初学者飞行前后需要尤其关注的细节点,避免因粗心犯初级错误而造成不必要的飞行器部件损坏甚至是炸机。以下以大疆精灵4系列机型自动挡(GPS挡)为例,整理作业前准备阶段及作业后返航阶段常用检查要点:
  (一)起飞前准备阶段
  该阶段检查的目的是为了让飞行器能够在最高效的情况下正常起飞并尽快投入作业。受制于当前单块电池的续航时间约为25分钟,起飞前准备时间越长耗电会更多,将压缩实际作业时间并需提前返航更换电池。
  (二)起飞后返航阶段
  该阶段检查的目的是为了让飞行器能够在作业完成后正常降落并获取标的图像视频素材。当前精灵4机型价格在万元左右,正确的操作能延长飞行器的使用寿命及减少维修维护成本。
  四、结语
  初学者根据自身需求选择合适的无人机机型并根据学习水平及进度调整合适的学习阶段,对更好地加强实训学习有很大的助力。而在基础实训中,起飞前与降落后的检查对正常使用与维护飞行器具有重要的帮助,除了飞行阶段,飞行前后也是事故多发环节,而且以能合理避免的初级错误为主。望初学者能重视飞行的细节检查,能更高效地使用飞行器并降低维修维护成本。
  参考文献:
  [1]慧飞无人机应用技术培训中心官网:https://www.uastc.com/.
  [2]大疆创新京东自营旗舰店:https://mall.jd.com/view_search402971051241.html.
  [3]大疆官网:https://www.dji.com/.
  [4]大疆传媒.无人机商业航拍教程[M].北京:北京科学技术出版社,2020.
  作者简介:卜清柔(1990— ),女,汉族,广东清远人,硕士,广州民航职业技术学院继续教育学院科员,研究方向:培训教学与管理。
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