小型无人机航拍技术发展综述

小型无人机航拍技术发展综述

◆李亚丽 张奇翔

随着科技的发展与人民生活水平的提高，无人机航拍应用前景更加广泛，小型无人机因其获取影像机动灵活、影像分辨率高、成本低等优势，市场也更加巨大，市场需求和技术进步将持续推动航拍无人机发展。文章主要阐述当前小型无人机航拍技术现状，3 航拍无人机发展方向

3.1 研发航拍无人机的未来市场。无人机航拍影像具有高清晰、灵活性强、操控简单、造价低等优点，特别适用于小面积区域遥感影像获取，可云下摄影，低空飞行，获取影像分辨率高。分析当前无人机航拍的主要技术，预测无人机航拍主要技术发展热点和发展方向。对航拍无人机产业规划、技术研究、产品制造有一定的参考意义。

1 航拍无人机概述

无人机航拍设备以无人驾驶飞机作为空中平台,以机载遥感设备,如高分辨率CCD数码相机、轻型光学相机、红外扫描仪，激光扫描仪、磁测仪等获取信息，用计算机对图像信息进行处理，并能够按照一定精度要求制作成需要的图像。目前小型航拍无人机在设计和最优化组合方面具有突出的特点，集成了高空拍摄、遥控、遥测技术、视频影像微波传输和计算机影像信息处理等新型应用技术，还配备数字高清摄像机、无线视频监视系统、高空防震云台和陀螺子自稳云台系统等，可以实现360度任意旋转、俯仰180度的高难度拍摄。并可远程计算机设定拍摄航线。航拍无人机已成为传统航空摄影测量手段的有效补充，在测绘地理信息、防灾减灾、反恐维稳、农业估产、水利电力工程建设、铁路、公路带状选线工程、测图工程、远离大陆的岛礁测绘、公安、海关、边防巡逻、监测巡视、情报获取、等诸多领域发挥了积极作用。在民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需，目前在航拍、快递、婚庆、农业、植保、自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途。

2 航拍无人机主要技术

2.1 动力技术：对于电动无人机来说电机是航拍无人机的动力来源，提供升力，推力等。无刷电机去除了电刷，最直接的变化就是没有了有刷电机运转时产生的电火花，这样就极大减少了电火花对遥控无线电设备的干扰。同时无刷电机运转时摩擦力大大减小，运行顺畅，噪音会低许多，这个优点对于模型运行稳定性是一个巨大的支持。

2.2 摄像技术：近年来，小型航拍无人机航摄系统均已实现了对航摄影像的摄影测量处理，尤其是测绘地理信息系统各生产单位，在无人机影像空三加密、数字高程模型生产、正射影像图制作、数字线划图制作等方面积累了大量的经验。

在影像处理精度方面，相比于传统航空摄影，轻小型无人机由于数码相机畸变大、航摄影像重叠度不规则、影像旋偏较大等方面的不足，会造成高程精度无法达标。这与影像的飞行质量、影像清晰度、影像旋角和偏角的大小、相机机型选择、相机精确检校和畸变差改正以及外业像控点布设等都有关系，可采取水准测量来解决高程精度不达标的问题。

2.3 信息、网络与自主控制技术：这需要依靠信息、网络、通信技术的进一步发展才能实现。信号的进一步稳定需要加强数据无线网络传输，同时也需要增强信号发射功率，可保证传输的数据量和有效传输距离，但将带来设备体积重量和功耗的增加。因此，在传输之前需要对数据进行高效编码压缩技术，网络全覆盖和信号定向发射技术。航拍无人机技术的蓬勃发展在于航拍无人机相关技术不断与其它领域的高新技术融合和互动，激光通信技术，通信链路安全加密技术等都将在航拍无人机领域得到发展和应用。

起飞降落受场地限制较小，在操场、公路或其它较开阔的地面均可起降，其稳定性、安全性好，转场等非常容易。小型航拍无人机起降无须专业机场，作业机动灵活，飞行操控简单，培训后即可上手，造价约为传统航空摄影的1 /20，单架次运营成本不及传统航空摄影的1 /10。因此航拍无人机的市场需求将不断增长，作为商业中高新技术密集型的产业，市场需求和技术进步也将加速小型航拍无人机的发展。

3.2 航拍无人机提升效率的趋势。相比传统航空摄影，小型航拍无人机航摄效率偏低，这是因为一方面飞行平台续航时间短，另一方面搭载传感器像幅小轻小型无人机搭载的传感器幅面小。高空长航时无人机要求体积重量小、功率高、可靠性高的电池。新型太阳能发动力、燃料电池动力系统、桨扇发动机等新概念动力技术将成为发展热点。

3.3 航拍无人机的系统开发。未来无人机技术发展热点将集中在新型动力、隐身、信息、组网、自主、模块化设计以及防护技术等方面。进一步解决无人机动力系统、飞行控制系统、遥控操作系统和通信系统的技术成熟度和可靠性，降低无人机故障率，提升无人机系统的可靠性和生存能力，是航拍无人机发展的重要方向。随着北斗导航通信技术的发展，可将北斗导航通信技术与现有飞控技术集成，实现北斗导航与GPS 导航的双保险，在紧急条件下能够相互切换，提高无人机飞行的安全性。

4 结束语

航拍无人机已由充满探索的童年走向今日的成熟, 无论在性能上还是在操纵性、可靠性等方面都有了长足进步。针对小型航拍无人机的法律法规也逐渐完善，民航局于2016年2月1日起实施了《使用民用无人驾驶航空器系统开展通用航空经营活动管理暂行办法》。如使用无人机经营活动，需取得通用航空经营许可；购买或租赁不少于两架的无人机，该无人机应当在中国登记、取得适航证。另外，使用无人机人员，需要有与所使用无人机（7公斤以下及植保无人机除外）相适应的相应执照或训练合格证。在无人机上设置无线电设备的，应取得民用航空器无线电台执照或相应许可。小型航拍无人机在军、民用领域均有着越来越广泛的应用前景，同时军方和商业都很重视无人机的研发，没有人会否认无人机正处于一个较好的发展环境。随着大量核心关键技术的突破，以及新技术在无人机上的运用，航拍无人机性能会越来越好、功能越来越强、应用越来越广、安全性也会越来越高。引用：

[1] 何雨瑄,杨涛. 无人机技术发展简况与分析[J].山东工业技术.2016(10).

[2] 毕凯,李英成,丁晓波,刘飞. 轻小型无人机航摄技术现状及发展趋势[J].测绘通报.2015(3).

（黄淮学院信息工程学院，河南 驻马店 463000；

洛阳师范学院信息技术学院，河南 洛阳 471000）

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