航拍无人机入门课

芃斐

　　近年来，随着大众通过航拍作品观赏到前所未见的照片和视频，感受到其视觉冲击力，很多人开始产生购买无人机的愿望，无人机加快进入消费领域。本文从购买使用无人机的基础讲起，向有购买无人机愿望的消费者提供一些科普信息。

出手前需要了解的知识
1、航拍无人机不是玩具
　　我在旅行途中航拍的时候，身边游客通过遥控器看到实时画面，他们大多会感到新鲜，提出最多的三个问题就是：能飞多高/多远、多少钱，不少人表示出购买愿望。我每每向他们进行科普的时候，首先要说的就是你一定要先学习飞行安全知识，然后再去买。曾有人提出疑问：“是规定要学的吗？”，我认为，问这个问题就好比问“开车一定要先学驾照吗？”答案是：要学，一定要学。
　　无人机不是玩具，而是一套复杂系统，随意操作可能导致或轻或重的人身伤害，最轻的就是你自己的手指被螺旋桨打伤流血，最重的可能导致人身伤亡，一定要严肃对待。不能让14岁以下的少年儿童操作无人机。

2、限高区和禁飞区
　　为避免无人机干扰航空飞行安全，所有机场附近划有禁飞区和限高区，在大疆无人机的飞控程序中划了禁飞区和限高区，在飞行地图上可以看到。禁飞区内无人机无法起飞，限高区内无人机的飞行高度被限制在120米以内。其它无人机品牌的飞控系统也有禁飞区设置。
　　除机场净空区外，政府机关和军队驻地附近也属于禁飞区域。因为具体情况比较复杂，无人机飞控系统中无法将所有的政府机关和军队驻地画进禁飞区地图，这个要自己注意。
　　大型集会的上空禁飞无人机，以免发生意外坠机伤害地面人员。
　　整个北京6环以内禁飞，前往北京旅游的游客可以不用带无人机，带了也飞不了。

3、国内航拍无人机厂商信息
    a) 大疆创新
　　大疆是全球民用无人机龙头企业，具有垄断地位。国内销售的绝大多数民用无人机都是大疆生产的，大疆的产品线非常齐全，主要分为消费级、专业级和行业应用无人机三大产品线。消费级无人机的价位从2千多到1万多不等，起飞重量在1公斤以内。主要包括起步价<3000元的Mini系列、4500~6500元档次的御Air系列、8000元以上的御系列。专业级无人机主要是悟系列，机身加云台、相机配齐了，到能飞能拍照配置，至少要花3万多。行业应用机更贵，可以达到10余万元。目前在国内销量最大的是御Air系列和Mini系列，也就是从3000~6500元这个价位。
b) 道通科技
　　道通科技的知名度比大疆创新要小很多，但它也是一家发展了10几年的无人机企业。目前道通科技在航拍无人机领域是国内唯一一家在中端产品中接近大疆，少数指标超越大疆的厂商，道通整体的实力比大疆还差不少，但相比其它厂商的身影要更接近大疆。道通科技的Evo II无人机在相机分辨率、最高起飞海拔、最大升限、抗风能力四个指标上要领先于大疆的同档次机型御2，甚至是即将发布的御3。


c) 哈博森科技
　　哈博森在低端无人机领域对大疆的Mini系列产品有竞争力，哈博森Zino Mini Pro超轻型无人机在做到与大疆Mini 2同重（249克）的情况下，做到了1/1.3英寸图像传感器及三向避障。大疆Mini 2的图像传感器为1/2.3英寸（小），无避障功能。目前哈博森在航拍无人机领域还只有低端产品，没有可以与大疆御Air系列以上档次相竞争的机型。



　　此外，由小米投资的飞米科技也推出过几款无人机，但是市场知名度低，在此不作推荐。

4、无人机的重要指标
a) 图像传感器尺寸
　　摄影界有“底大一级压死人”的说法，图像传感器越大，在弱光环境下的画质就越好。这是个硬性指标，但是更大的图像传感器意味着更大的镜头体积，更大的镜头体积意味着更大的云台体积，进而带来更大的机身体积；更大的机身有更重的重量，需要更大的电池，从而带来更高的价格，这一切环环相扣。
　　目前微型无人机（起飞重量250克以下）的图像传感器主流尺寸是1/2.3英寸，支持4K 30帧的视频拍摄。哈博森推出了1/1.3英寸图像传感器的Zino Mini Pro，夜景画质大幅领先于大疆Mini 2，但日间画质并没有领先。
    b) 图像分辨率
　　现在4K 30帧已经是一切无人机的标配了，我通常会看它是否能达到4K 50/60帧甚至更高。如果以60帧来拍摄并以50%的速度来慢放，你可以得到两倍的慢放效果（有少许的戏剧效果，尽管来说还不够）。更高的图像分辨率和更高的帧率要求更强劲的处理器性能，同样会带来更高的价格。
　　道通Evo II支持2.7K或1080p 120帧的拍摄，这可以实现4~5倍的慢放，这就有点意思了。道通Evo II最高支持8K 30帧的拍摄。但是8K视频现在只有极少数显示器能够展现其全貌，且处理8K视频对计算机的性能要求也极高，在三年内（2025年前）还不太有追求的必要。
　　除了分辨率外，一个重要的指标是色彩空间是否支持Log模式，中档以上的无人机通常会支持Log模式。Log模式存储了更多色彩信息，具有更高的后期宽容度，可以把画面中过亮或过暗的部分拉回来一些（只是一些，不是完全的），这适合有后期处理能力的玩家。视频后期处理是颇具深度的一门专业，也是分开照片/视频创作者的一道鸿沟，普通玩家量力而行。
    c) 避障能力


　　避障能力越强，越可以降低因操作失误带来的坠机风险，在飞友圈里更喜欢把坠机称作“炸机”（炸读第4声）。低端无人机不具有避障能力（例如大疆Mini系列），中端以上的无人机具有前/后/下三向避障能力甚至上/下/前/后四向避障，高端无人机具有更强的避障能力。这和汽车上的前后雷达类似，在开阔环境下可以不需要，怎么飞都行，但是在复杂的狭窄环境下飞还是有避障更好。
　　部分无人机具有跟随能力，跟随目标人物前进，当遇到障碍时可以自动绕过障碍，这对无人机厂商的避障算法能力有很高要求。目前这一块大疆和道通都是做得不错的。其它厂商还有待改进。

   d) 抗风能力
　　抗风能力影响到视频拍摄的稳定性，超过无人机的抗风能力，无人机拍摄的画面就会出现后期无法修正的抖动（可以理解为废片），甚至可能出现坠机。
　　大疆所有产品的抗风能力标称的都是5级风。但是经过实测，即使在7级风的情况下，Mavic Air 2仍然能顽强地飞着并完成拍摄（经过后期数字增稳后基本可用），但是它会不断向你发出大风警告。注意：这种做法并不推荐，不要冒险在7级以上的风力下飞行，坠机会毁了你整个行程。
　　道通Evo II标称的抗风能力是8级风，是目前已知的消费级产品中最高的。

    e) 最大起飞高度和升限
　　这个指标影响高原飞行性能，微型无人机的最大起飞高度一般都是4000米，最大升限500米。大疆御Air系列以上的机型的最大起飞高度是5000米，最大升限500米。如果你经常去西藏的话这项指标是有意义的，在西藏从4000米以上的海拔起飞是家常便饭。如果你的主要活动范围是平原地区可以不用太在意这项指标。
　　道通Evo II的最大起飞高度是7000米，最大升限800米，这个性能就很强悍了。

    f) 最长飞行时间
　　无人机厂商公布的最长飞行时间一般都是在无风条件下按照25KM/H的最经济时速来计算的，你遇到这种环境的机率较少，一般来说飞行时间标称为30分钟的，飞个20分钟就差不多了。为了安全飞行，一定要留足电量储备，这个在后面会重点说。
    g) 最大图传距离
　　这个指标其实不必太在意。国内主流厂商一般都能做到8公里以上，大疆的可以做到10公里以上。影响图传距离的最大因素是地形地势，你站在山头上飞信号一定好，只要遥控器和飞机之间有阻挡信号的物体（例如建筑、山体、金属车壳），信号就好不了。树丛对信号的影响效果可以忽略不计。
　　即使在信号好的地方，飞出去8公里也是不合理的行为，只要是汽车能到达的地方，你都应该尽量把车开到离被摄物更近的地方再起飞，而不是大老远的就飞过去——这样大部分电量都浪费在不必要的飞行途中。

5、我适合拥有无人机吗？
　　如果不想乱花钱，这确实是需要好好问问自己的一个问题。人们购入摄影器材的原始冲动来源于看到别人拍的精美照片或视频时，会产生“如果我买了一个同样的器材，我也行”的想法。每个人进入摄影坑都是同样的原因。但是，摄影作品的效果从来就不和器材的价格成正比。如果你并不是一个摄影爱好者，如果你用手机都不能拍出很赞的照片，那么用无人机一样不能。
　　无人机可以理解为就是一台可以飞行的手机，既可以拍照片也可以拍视频。同价位的无人机和手机相比，无人机的成像质量要比手机差。无人机的制造成本中很大部分是围绕着让它飞起来而支付的。无人机的主要功能应该是拍视频，而不是拍照片，如果只用来拍照片，那么你只使用到无人机的一小半功能。当你开始拍视频之后，你会发现自己进入了一个新的领域，在这个领域中你需要学习的知识和思考的东西都增加了一个维度（视频比照片多了一个时间维度），工作量呈几何级数上升。如果你不是对视频创作充满热爱，如果你对学习大量新知识感觉畏难，那么很快你就会对新增的这些工作量感到厌倦，从而将无人机束之高阁。
　　另外，你的居住地环境、你的生活习惯也会影响你的持机体验。无人机最适合拍摄的两类题材是自然风光和城市建筑。如果你的居住地离壮美河山很遥远，又没有摩天大楼作为城市的天际线，再加上空气质量差，总是灰蒙蒙的见不到蓝天白云，那么你的生活环境会自然帮你戒断无人机飞行瘾。又或者你最大的爱好就是宅家刷剧刷短视频，不喜欢到室外去活动，早上不能早起等，这些都是帮助你远离无人机的重要因素。



飞手初期需要了解的知识
1、准备工作
    a) 备案
　　根据国家相关法规，轻型无人机需要到中国民航局无人机实名登记系统办理备案，完成备案后该系统会向你注册的邮箱发送实名登记二维码，到文印店里把二维码打印在不干胶贴纸上，剪下来贴在无人机机顶上即可完成备案手续。备案可以理解为给你的无人机上个“车牌”。
b) 更新飞控数据及固件
　　第一次开机需要激活无人机，并且更新飞控程序、飞行安全数据和固件，每个新电池在第一次使用时也会被要求更新固件，这些工作最好在家里就做好，到了现场再做就比较浪费时间。
    c) 购买配件
　　无人机的相关配件很多，包括桨叶保护罩、束桨器、折叠停机坪、起落架延长杆、风速计、逆变器等五花八门。理论上它们的产生都是有意义的，但是根据我的体验，束桨器、折叠停机坪和起落架延长杆没有必要，桨叶保护罩和风速计对于新手有意义，逆变器是所有司机必备的。






　　每个飞手都应该学会在手掌上起降无人机，这个在后面一节说。当你掌握了这项技能之后，折叠停机坪和起落架延长杆就是完完全全多余的东西，它们都会给收纳增加障碍，浪费时间。桨叶保护罩可以增加无人机在树林里的飞行安全，特别是对于没有避障的机型更加有用一些，但是由于它会明显增加收纳的麻烦，我也是束之高阁的。风速计让你知道当下的风速（或者风级），在大风天有一定的意义。逆变器是用来在车上充电的，这在你自驾出游的时候是个必备品。没车就算了，电池用完就收工。

2、起飞和降落
　　新手起降时，应该在户外宽敞的平地上起降，注意离开电线和树枝5米以上。每次起飞无人机会记录当前位置，降落时降回起飞位置。在无风的情况下，降落位置可以精确到起飞位置的半径0.3米以内，但是因为风力或信号干扰导致降落时偏移几米也是常见的。如果起降位置没有足够宽的平地，我会在降落到4~5米的时候取消自动降落，改为手动降落。
　　大多数轻微事故都发生在无人机降落的时候，因为地面没有好的降落条件，无人机桨叶会打到地面的杂物或你的手指。注意：如果降到离地50厘米高度时无人机判断下方没有降落条件，会保持悬停，此时千万不要试图从上方抓取无人机，从上方抓取无人机一定会被旋转的桨叶打到，应该先将无人机升高，再尝试换个位置降落。
　　轻型或微型无人机可以在手掌上起降，熟练掌握后有极大的灵活性，起降位置不再受地势限制，坡地、沙漠、草丛、河滩均可。掌上起飞没有任何困难，单手伸出平托住无人机，另一只手操作遥控器起飞即可。掌上降落的要领是下落到4~5米的时候取消自动返航，人站到机尾方向（面向机头）单手平伸，另一只手向下打杆让飞机慢慢降落，当飞机离手还有约50厘米的时候下视避障探测到手这个障碍物，会轻微向上爬升，此时向下打死方向杆，飞机就会继续降落在你的手掌上了。

　　手掌降落最主要注意的两点：
　　1）手掌一定要伸平，方向杆向下打死让飞机自己降落在手掌上，而不是伸出手指去抓飞机，如果飞机还没有自己降落，电机还没有停转你就用手指拽住飞机，这时飞机会挣扎着向上飞，会将电机快速提升到最大负荷，这样做对电机不好。
　　2）在阵风比较大的时候尤其需要小心，如果在降落的瞬间阵风把飞机吹偏，高速转动的桨叶可能会打到你的手（把手划破），继而导致飞机坠地，桨叶损毁。此操作应该在风小的时候或背风的位置进行。

3、安全飞行第一课：电量管理
　　只有保证电量足够，无人机才可以平安回家。飞机降落时只剩5%的电那不叫电量足够，用手机时把电池吃干榨尽的方式千万不要用在无人机上，手机没电你顶多无法用手机，也没有什么损失，无人机没电你的损失就大了。
　　过度充电和过度放电都会损伤电池的寿命，不同使用方式下，电池的使用寿命差距会非常大。为了避免过度放电而影响电池寿命，我们应尽量保证无人机降落时电量还有25%以上。这就要求你对于返航时间心里要有数，你径直飞出去的，飞到电量还剩60%的时候就应该考虑返航了。逆风或用运动档高速飞行都会缩短电池的续航时间。如果不得不偶尔榨取一下电池的电量，也应该保证在电量还剩15%的时候飞机已经在你的视野里了（离你的距离在200米以内了）。你每一次试图榨干电量其实都是在缩短电池的寿命。如果使用得当，电池用上500次循环是可以做到的，那够你用很多年了，像我这样飞得比较多的人，一年下来也就是40~50次循环。
　　长期不用，也应该让电池每三个月至少充一次电，充电时充到两个灯长亮（>40%电量）即可。长期不充，会因过度放电而影响电池寿命。如果你充到了100%，无人机的智能电池会自动放电。自动放电也是为了延长电池寿命，锂电池在满电情况下长时间存放会产生化学变化。

4、安全飞行第二课：注意观察环境，锻炼空间感
　　无人机升空后先不要飞远，环视一圈了解周边有哪些障碍物（例如树、电线等），在对某个景物进行环绕拍摄前一定要先观察好是否有足够的空间，飞行时的意外坠机大部分都和没有观察好周边障碍物就鲁莽飞行有关。
　　一键短片功能慎用，一方面目前一键短片只能拍摄1080p视频，素材清晰度不够（这在后期是一个大问题），另一方面无人机在做环绕飞行（横向飞行）的时候，由于一些机型没有侧向避障，比较容易出事。
       运动档会关闭避障功能，用运动档快速飞行都要在开阔的地方，并且留足刹停距离。反过来，运动档有一个特殊用途是穿过狭窄的空隙（新手慎用），普通档会因避障效果拒绝前进，切到运动档轻轻打杆，慢速通过就可以达成目标。

5、安全飞行第三课：不作死
　　好习惯教不会，坏习惯都能自学成才。在作死的道路上，人类的创意可谓层出不穷。我曾经看到的一个作死视频是国内玩家把鞭炮挂在无人机上点着了让无人机升空，结果鞭炮爆炸的冲击波严重干扰了无人机的飞行导致坠机，这叫啥？真·炸机！还看过一个老外的视频，让儿子吊在植保无人机上起飞，结果也因为重心不稳导致了坠机，还好无人机没有砸在儿子头上，那款植保无人机的售价是10万元人民币，真是钱多了烧的。禁止在无人机上悬挂杂物起飞！注意了。
　　另一种常见的首飞炸机案例是新手在家里起飞，从窗户飞出去，然后就再也飞不回来了。这种骚操作不是新手应该干的，现在的无人机还没有智能到可以从窗户返航到家里。
　　无人机的定位主要靠GPS，卫星数量越多的时候定位越准。在没有卫星的情况下只能靠视觉定位，这时候无人机会不自觉地飘移，容易发生碰撞（特别是没有全向避障的机型）。无人机尽量不要在室内或山洞这样的接收不到GPS信号的场所飞行。
　　还有一种常见坠机案例是贴近水面飞行，无人机的下视避障不易侦测到水面，离水面过近容易导致落水。在水面飞行的最小安全距离是1.2米以上。无人机落水多半无法找回机体，加上存储卡里丢失的内容，损失比你找回一个摔坏的机体大很多，尤其要注意。

6、安全飞行第四课：返航那些事
　　返航通常有三种情况：主动返航、信号丢失返航、低电量自动返航。有不少坠机案例是发生在返航过程中的。我运气较好，虽然出了两次返航迫降的险情，但都完好且顺利地把飞机给找回来了。
　　绝大多数情况下，无人机都会安全可靠地回来，特别是在丢失信号之后，只要不是被人用干扰枪给干扰的，它都会在几秒钟之后自动返航，此时不要乱操作遥控器，只要耐心等待即可。
　　返航出事的案例主要有哪些情况呢？
　　　a) 机型没有避障功能，返航时撞上树或建筑物（会发生在低端机型上）。
解决方案：将返航高度设为120米，可以避开所有树和大多数建筑物，有避障的机型不必要将返航高度设太高，那样会让返航过程浪费很多电，在电量紧张的时候反而加剧矛盾。
　　　b) 机型有避障功能，但是默认的避障设置是悬停而不是绕过，遇到障碍时在原地悬停，电量不足时自动降落，被路过的人捡走了。
解决方案：将避障行为由悬停改为绕过；尽量不在城里飞，野外飞丢了找回来的概率大。
　　　c) 起飞后人坐在汽车上离开了起飞点，飞完以后一键返航，飞机返回到起飞点去了，然后就呵呵哒，被迫开启找飞机之旅。
解决方案：起飞后离开起飞点的情况下，要记得在返航前在飞控程序中刷新返航点，这样无人机才会回到你当前所在的位置。不过人难免会犯糊涂，所以养成每次返航前刷新返航点的习惯也是一个好办法。

7、减少事故损失的方案
    a) 保险类
　　大疆有DJI Care服务，是一种针对无人机的财产险，需要花钱购买，服务的内容是如果你的无人机坠毁（找得回机体），大疆会给予你一台功能正常的同型号无人机，如果飞丢（找不回机体），大疆会让你以优惠价购买一台新机。道通也有同类服务。
　　现在有少数保险公司提供无人机第三者责任险，同时包括无人机财产险和因无人机事故导致的人身险。通俗地说，就是无人机坠毁了，赔偿无人机的损失，如果无人机坠毁导致了地面人员伤亡，也进行相应赔偿。购买这类保险需要注意以下几点：
　　（1）财产险不会重复赔付，因此你只能在无人机厂商和保险公司的赔付之间选一个。
　　（2）无人机第三者责任险有大量免责条款，购买前要仔细阅读并理解其内容，以免你以为会赔的到时候被拒赔。总的来说飞行要符合法律框架，超归飞行造成的伤害可能不会得到赔偿。
    b) 数据分散存储，及时备份
　　不要把所有鸡蛋放在一个篮子里，购买存储卡不要买太大容量的，最多128G即可，128G存储卡可以记录约2.5小时4K 50帧的视频，这已经足够记录你一整天能拍的所有视频。如果有超过128G的需求，买两张卡换着用。这可以减少无人机飞丢造成的数据损失。对于摄影师而言，数据丢失的代价丝毫不亚于无人机本身。每天飞行完成后，应尽可能备份视频。如果没有条件备份，两张存储卡换着用，交叉用，避免无人机飞丢造成拍到的同一题材的素材完全灭失。
<hr/>       讲到这里，这堂无人机入门课就要告一段落了。如果你想更愉快地飞行，避免遭受经济损失，学再多飞行安全知识也不算多。有些特殊情况的应对是本文所没有列举到的，需要通过论坛、飞友群等媒介来加深学习。
       无人机飞行一定要低调，谨慎，尽量找人少的地方飞，城市里尽量少飞。公园、广场、集市等人员密集场所不要去凑热闹，起飞降落时如果附近有小孩要格外注意，以免伤到人。不要离高楼过近以免发生碰撞，两栋高楼之间的空隙容易形成风道，不要飞进去。随时注意电量情况，避免将电量用尽可延长电池寿命。定期检查桨叶状态，有变形或破损要及时更换，保证无人机工作在最佳工况下才能尽量减小坠机概率。