与几(jǐ)年前(qián)相比,现(xiàn)在玩无人飞行器的人多(duō)了很(hěn)多。在(zài)过去,大多数以航模飞机爱(ài)好者居多,而随着电池和遥控技术的发展、航(háng)拍应用的(de)普及,不知不觉中,无人机从鲜为(wéi)人知变成了(le)如今大众所认同的潮(cháo)流玩物,这与航拍云台技术的发展密不可分。
实际上,云台是摄像中(zhōng)常用到的,安(ān)装、固定摄(shè)像机的支撑设备,它分为固定和电动云台两种。它不对图像进行直接接收,而是控制摄像机(jī)或其它设备的转(zhuǎn)动方(fāng)向。云台是承载摄像机进(jìn)行水平和(hé)垂直两个(gè)方向转动的装置。
目前的云台大致可分(fèn)为固定式航拍云台和电动可调节云台两种。
1、固(gù)定(dìng)式航(háng)拍云台
固定云台适用于监视范围不大的(de)情况, 在固定云台上安:装好摄(shè)像机后可调(diào)整摄像机的水平(píng)和俯仰的角度,达到最好的工作姿态后只要锁定(dìng)调(diào)整机构就可以了。
广义上的航拍,被定义为所有在天空中拍(pāi)摄的照片和视频,早在二战旗(qí)舰就出现了(le),当时德国的光(guāng)学厂商研制高素质的镜头(tóu),用于在飞(fēi)机上拍(pāi)摄地面的地形军(jun1)情等信息,在2012年以前,一般(bān)会被应用在军事领域较(jiào)多(duō),诸如(rú)在阿富汗战争中,美国的无(wú)人战机就(jiù)是通过无人(rén)机(jī)监视(shì),找到了本拉登(dēng)的行踪,并且将其炸(zhà)毁。
在一般的军事用固定翼无人飞(fēi)机,所采用的拍摄云台,大多数是固(gù)定式航拍云台,垂直面向(xiàng)地面拍摄,没有运动补(bǔ)偿等稳定画面的装(zhuāng)置,而(ér)先(xiān)进(jìn)的军事侦察用的无人(rén)机中,加入(rù)了球形监视器摄像头(tóu),能够(gòu)360°的调整(zhěng)角度(dù),优点是能够保(bǎo)持(chí)机(jī)身(shēn)气(qì)流的流畅性全方位(wèi)拍(pāi)摄影相,缺(quē)点是画面清晰度较差以及调(diào)整角度并不(bú)太灵面。
在2012年(nián)前后,娱乐无人机刚面世时,无人机所采用(yòng)的航拍云台普遍(biàn)都是固定式云台,将相机与飞行器(qì)固定(dìng)在(zài)一起,运用调整飞机的角度,调整航拍时的视角。固定(dìng)式(shì)的(de)云台优点是能够减少(shǎo)成(chéng)本、减(jiǎn)轻重量、省电,从而提高飞行时(shí)间,缺点也非常明显(xiǎn),就是(shì)航拍画(huà)质较差、无法改(gǎi)变视角。
2、电动(dòng)可调节(jiē)云台
电(diàn)动可(kě)调节云台适(shì)用于对大范(fàn)围进行扫描监(jiān)视,它可以扩大摄像机的监视范围。电(diàn)动云台高速姿态是由两台执行(háng)电动机来实现,电动机(jī)接受来自(zì)控制器的信号精确地运行定位。在(zài)控制信号的作用下,云台上(shàng)的(de)摄像机既可自动扫描监视区域,也可在监控中心值(zhí)班人员的操纵下(xià)跟踪监视对象。云台根据其回转(zhuǎn)的特点可(kě)分为只能左右旋转的水平旋(xuán)转云台和(hé)既(jì)能左右旋转又能上下旋转的全方位云台。在无人机应用上,电动云台又可以(yǐ)细(xì)分为三轴和两(liǎng)轴的。
三轴稳定航拍云台
三轴(zhóu)稳定航拍云台是(shì)对微型陀螺仪(yí)的技(jì)术(shù)成熟(shú)后才诞生的(de),在(zài)过去,用来测量是否水(shuǐ)平(píng)的陀螺仪都较为庞大,但随(suí)着科技技术的进步(bù),陀螺(luó)仪被应用到航拍云台上,使航拍时候无人机的前进、后退时,飞机姿(zī)态的变化,所产(chǎn)生的影像(xiàng)得以弥补。
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三轴稳定航拍(pāi)云台是(shì)现在主流航(háng)拍无人机所采用(yòng)的航拍防抖(dǒu)云(yún)台,它优点是对航拍时的画面有全(quán)方位的稳定,保证画面清晰稳定;而缺点(diǎn)是工程造价较贵,由于电机控制,所以(yǐ)相对会耗电(diàn),降低航(háng)拍的(de)续航(háng)时间。
两轴稳(wěn)定(dìng)航拍云台
两轴稳(wěn)定航拍云台其实是三轴稳定航拍(pāi)云台的缩减版,在市场上一些定位在低端产品的无人(rén)机所(suǒ)大量采用(yòng),原(yuán)因是(shì)两轴稳定器能够降低成(chéng)本(běn),省去了(le)垂直方向上的稳定补偿,对耗电也会有所帮助。大(dà)多(duō)航拍用(yòng)的(de)无人机都是(shì)轴对称的(de)结构,而轴对(duì)称结(jié)构在垂直方向上的晃动都不是(shì)太厉害。
有(yǒu)些无人机的脚架是作为天线(xiàn)的作用(yòng),在飞行中,不能够收(shōu)起脚(jiǎo)架,而(ér)航拍相机的(de)水(shuǐ)平转动,会在航拍过程中碰到脚(jiǎo)架,在(zài)实际(jì)使用(yòng)中(zhōng)并不方便。此类型(xíng)航拍云台(tái)相比三(sān)轴航拍稳(wěn)定器,两轴航拍稳定(dìng)云台的,其优点是价格便宜、拍摄效果还可以(yǐ)接受,而缺点也是耗电(diàn)影响续航时间,同时在无人(rén)机剧(jù)烈(liè)运动的时候,视频拍摄不能平滑过渡(dù)。
手持云台
其实手持云(yún)台的核心是三轴陀螺仪和三(sān)轴加速度传(chuán)感(gǎn)器(qì),实质上和无(wú)人机上(shàng)搭(dā)载(zǎi)的三轴稳定航拍云台一(yī)样(yàng)。手持云(yún)台把原本只有专业人士才能(néng)办(bàn)到(dào)的事情,透过简单的电(diàn)子稳定(dìng)系(xì)统,让所(suǒ)有人都可以简单的拍出非常细致且完美的镜头。手持云台能够实时获取数据计(jì)算(suàn)出(chū)倾斜(xié)角,然后把数(shù)据通过(guò)PID算法得(dé)出应该(gāi)给电机什么(me)控制量。说直白点,你人(rén)往左倾了,就让电机往右校(xiào)正,往右倾(qīng)了,让电机往左校正,往前倾了,让电机往后校(xiào)正,往后倾了,让电机往前校正。通过(guò)这(zhè)种相互抵消来实(shí)现拍(pāi)摄画面(miàn)的(de)稳定(dìng),别说是坐(zuò)在(zài)汽车上拍(pāi)摄(shè),哪怕是坐在马车上,都一样稳稳的。
在手持云台出现(xiàn)前,已经有专门(mén)用于稳定摄像机的设备--斯坦尼(ní)康了,那么斯坦尼康和手(shǒu)持(chí)云台的不同到底在哪呢?
手(shǒu)持三(sān)轴云台和斯坦(tǎn)尼康最大区别是适应(yīng)性和使用方式上。手持三轴(zhóu)云台承重(chóng)有限(xiàn),充(chōng)其量也就是架设单反之类的(de)拍摄设备,可(kě)单手也可双手握(wò)持,三分(fèn)钟就(jiù)能学会(huì)。采用了从无(wú)人机航拍云台(tái)上移植下(xià)来的电控系统,精度(dù)更高,稳定效果(guǒ)更好,相对于(yú)大型斯坦尼康要(yào)轻便的多,且方便携带,单人就能玩转。斯坦尼康现在有很多类(lèi)型(xíng),从单手握持到(dào)专业领域使用的带(dài)承重(chóng)背心(xīn)的大型斯坦尼康,对使用者的(de)要求很高。作为一种高度人机结(jié)合的机(jī)械装置,其发挥空间更多的还(hái)是在人的表现(xiàn),不像手持三轴云台(tái)那样,只需关注画面和焦点就可以了。想(xiǎng)要自如运用需要很多练习,上手(shǒu)有难度。
3、未来的发展
在现在无人机航(háng)拍云台(tái)上(shàng)的耗电是影响无人机飞行的一大因素,虽然可以提升电能(néng)使用方面上所努力,让是减少(shǎo)耗电量是重要(yào)的一个方面,而在稳定云台的电机耗(hào)电上,有网友实际(jì)测(cè)试,在(zài)其他(tā)因素相同的情(qíng)况(kuàng)下,在(zài)不安装(zhuāng)航拍云台下(xià),飞行时间能够长达26分(fèn)钟,而安装航拍云台(tái)后(hòu),飞(fēi)行时间(jiān)下降至18分钟,安装了云台后下降了30%的(de)续航(háng)时间。因此改(gǎi)进云台的耗电,尽量减少(shǎo)云台对电池的(de)消耗,将省下来的电优(yōu)先供给无人机续航(háng)。
在未来(lái),航(háng)拍(pāi)无人机与VR技术结(jié)合是发(fā)展的(de)潮流,但同时,高清晰度(dù)的(de)全景视频和照片都会带(dài)来大量数据需要处理,仅仅1080P清晰度的视频,短短(duǎn)几秒中的视频估计也会几百MB以上,4K将(jiāng)会是天文数字(zì)。不过在数据的(de)处理问(wèn)题上(shàng),技术上的(de)革新相信会(huì)在不久中(zhōng)出现,较为成熟的产品也会(huì)有(yǒu)所诞生。(转(zhuǎn)自宇辰网)

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