無人機(jī)駕駛基礎(chǔ)及應(yīng)用課件：合格的應(yīng)用技能

合格的應(yīng)用技能主要內(nèi)容一、飛行環(huán)境調(diào)查二、航線規(guī)劃三、應(yīng)用實(shí)踐一、飛行環(huán)境調(diào)查一、飛行環(huán)境調(diào)查

——飛行環(huán)境調(diào)查意義從學(xué)情、教學(xué)規(guī)律和應(yīng)用實(shí)踐角度考慮，在飛行訓(xùn)練階段建議開展飛行環(huán)境調(diào)查技能訓(xùn)練。飛行環(huán)境調(diào)查是執(zhí)行飛行任務(wù)時(shí)比較實(shí)用的技能。在飛行任務(wù)前對飛行區(qū)域有一定了解是必要的，開展飛行環(huán)境的資料調(diào)查和飛行環(huán)境現(xiàn)場調(diào)查，有利于了解飛行區(qū)域狀況，決定飛行工作的開展方式，明晰飛行任務(wù)中的風(fēng)險(xiǎn)環(huán)節(jié)。從技能訓(xùn)練的角度出發(fā)，飛行環(huán)境調(diào)查技能學(xué)習(xí)難度適中，實(shí)踐環(huán)節(jié)豐富，需要調(diào)動的理論知識量也十分可觀，能夠滿足學(xué)習(xí)需求。一、飛行環(huán)境調(diào)查

——資料調(diào)查飛行環(huán)境資料調(diào)查，主要通過查找資料的方式對飛行任務(wù)作業(yè)區(qū)域的環(huán)境做調(diào)查，收集飛行作業(yè)區(qū)域的基本情況，其中最為主要的是影響飛行作業(yè)的情況和受飛行作業(yè)影響的情況。飛行環(huán)境資料調(diào)查有利于對飛行作業(yè)區(qū)域初步了解，如果飛行任務(wù)比較簡單，飛行環(huán)境資料調(diào)查就能滿足飛行方案制定。飛行作業(yè)區(qū)域的情況千差萬別、不可盡數(shù)，但對調(diào)查可使用的參考資源可以做一些探究。依托電子地圖進(jìn)行飛行環(huán)境調(diào)查通過地圖工具初步獲得的作業(yè)區(qū)域范圍和周邊地物信息通通過地圖工具識別的跑道，指示這里有機(jī)場查詢氣象數(shù)據(jù)常用的天氣信息可以通過天氣預(yù)報(bào)獲得，現(xiàn)有技術(shù)提供的天氣預(yù)報(bào)已有相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確度，但一般的天氣預(yù)報(bào)給出的往往是某個地級市某一天的天氣預(yù)報(bào)，對無人機(jī)作業(yè)來說天氣信息覆蓋范圍過大，時(shí)效性也不夠，如需獲得更加實(shí)時(shí)或精確的天氣信息時(shí)，可以通過一些較專業(yè)的天氣網(wǎng)站查找更加詳細(xì)的天氣信息，有條件的也可以建設(shè)飛行氣象預(yù)報(bào)團(tuán)隊(duì)。飛行管制信息查詢長期有效的飛行管制區(qū)域信息是比較容易獲取的，許多無人機(jī)飛行相關(guān)的軟件供應(yīng)商都會提供機(jī)場或敏感位置禁/限飛區(qū)域查詢服務(wù)，國家層面發(fā)布的法律規(guī)章傳播度通常很高，比較容易通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)獲得。但臨時(shí)發(fā)布的飛行管制區(qū)域或由地方政府頒布的飛行管理信息具有一定的隨機(jī)性，需要在飛行任務(wù)開始前去收集這些管制信息。當(dāng)出現(xiàn)重大活動時(shí)往往會有臨時(shí)的空域管制信息，可以通過當(dāng)?shù)毓膊块T網(wǎng)站發(fā)布的公告來詳細(xì)了解。現(xiàn)場調(diào)查通過飛行環(huán)境資料調(diào)查，能夠掌握作業(yè)區(qū)域的位置信息和飛行管制信息，但對于作業(yè)區(qū)域及其周邊的情況只能是初步了解，不能做到完全的準(zhǔn)確。究其原因，一是資料調(diào)查具有滯后性，資料的更新周期可能以月或年計(jì)，但作業(yè)區(qū)域及其周邊的情況是實(shí)時(shí)變化的，其描述的內(nèi)容可能已不適用當(dāng)前；二是資料調(diào)查具有模糊性，不能事無巨細(xì)的描述作業(yè)區(qū)域及其和周邊情況。電子地圖顯示空地的某處位置（左）實(shí)際已建成了居民小區(qū)（右）二、航線規(guī)劃在行業(yè)應(yīng)用中，無人機(jī)的智能飛行能力一方面能夠提升飛行的安全性，另一方面能夠大大提升工作效率和工作質(zhì)量，在一些工作中智能飛行能力甚至是不可代替的，因此掌握一定的無人機(jī)智能飛行控制技能也是無人機(jī)駕駛技能的必要組成部分，根據(jù)《民用無人機(jī)駕駛員管理規(guī)定》和飛行實(shí)踐，推薦進(jìn)行地面站的航線規(guī)劃技能訓(xùn)練。適用教學(xué)的航線規(guī)劃軟件

——DJIPCGSPRODJIPCGSPRO有航點(diǎn)飛行和建圖航拍兩種航線規(guī)劃功能（如圖10-2）。航點(diǎn)飛行能夠增加最多99個航點(diǎn)連成航線，并為每個航點(diǎn)添加一系列航點(diǎn)動作。建圖規(guī)劃能夠根據(jù)用戶設(shè)定的“幾”字型航線執(zhí)行航拍任務(wù)，在航拍任務(wù)進(jìn)行中支持實(shí)時(shí)二位建圖，有利于檢驗(yàn)拍攝效果。DJIPCGSPRO用戶界面清晰、簡潔，使用體驗(yàn)好，配合使用手冊，易懂易學(xué)。DJIPCGSPRO采用航點(diǎn)規(guī)劃，能夠支持建立不規(guī)則航線，對不規(guī)則目標(biāo)拍攝時(shí)可以節(jié)約飛行距離。DJIPCGSPRO目前版本只能夠支持大疆精靈4系列無人機(jī)，支持機(jī)型狹窄。適用教學(xué)的航線規(guī)劃軟件

——Altizureapp珠科創(chuàng)新Altizureapp。在外業(yè)工作中，手機(jī)、平板等移動設(shè)備的便利程度要優(yōu)于個人電腦，因此安裝于移動設(shè)備的航線規(guī)劃app種類實(shí)用性強(qiáng)，行業(yè)應(yīng)用廣泛。這里介紹珠科創(chuàng)新的Altizureapp。Altizureapp是能夠安裝在手機(jī)或平板等移動設(shè)備的航線規(guī)劃app，支持多型號大疆品牌飛行器的連接使用。Altizureapp在功能上可能會略遜DJIPCGSPRO一籌，只能進(jìn)行“幾”字型航線規(guī)劃，但能安裝于移動設(shè)備的靈活性和支持機(jī)型的多樣性是其較大的優(yōu)勢，在飛行訓(xùn)練階段便于開展外場訓(xùn)練。Altizureapp使用和學(xué)習(xí)同樣簡單，完全可以通過教程自主學(xué)習(xí)。Altizureapp目前版本不支持不規(guī)則航線的編輯，只能生成矩形航線，在拍攝不規(guī)則對象時(shí)會有浪費(fèi)飛行距離的問題，不過矩形航線也使得航線規(guī)劃操作簡化成了點(diǎn)擊生成和大小縮放兩個步驟，十分簡單。Altizureapp是免費(fèi)使用軟件，且能夠配合Altizure豐富的建模產(chǎn)品使用，能滿足基本航線規(guī)劃、圖像采集需求和圖像拼接需求。適用教學(xué)的航線規(guī)劃軟件

——其他軟件其他航線規(guī)劃軟件。以上從飛行訓(xùn)練的角度出發(fā)，介紹了DJIPCGSPRO和Altizureapp兩款航線規(guī)劃軟件，不少企業(yè)都推出了航線規(guī)劃軟件，如大疆GSPRO、珞琪RockyCapture、荔枝litchi等，各有特點(diǎn)，也可嘗試和選用。簡單易用往往是在犧牲了部分功能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，因此度過了飛行訓(xùn)練階段后可以選擇功能更多、專業(yè)性更強(qiáng)的地面站軟件，以適應(yīng)行業(yè)應(yīng)用的需求。三、應(yīng)用實(shí)踐三、應(yīng)用實(shí)踐

——影像的獲取主要步驟（一）任務(wù)方案的制定（二）任務(wù)執(zhí)行（三）拍攝效果檢查三、應(yīng)用實(shí)踐

——拍攝效果檢查拍攝效果檢查。任務(wù)結(jié)束后，現(xiàn)場檢查拍攝的相片效果能否使用需求，檢查的要點(diǎn)可以是：存儲是否到位，防治存儲設(shè)備失靈或空間溢出導(dǎo)致存儲失敗或缺失；相片的重疊率是否滿足后期拼圖要求，特別檢查邊界相片的重復(fù)率是否滿足拼圖要求，正射數(shù)字影像圖一般要求至少有3張以上的相片重疊，有條件的可以進(jìn)行現(xiàn)場快拼檢查；拍攝相片是否覆蓋拍攝范圍；拍攝相片和視頻的曝光問題、對焦問題等；是否拍攝到旋翼、腳架、槳保護(hù)架等異常物體。如拍攝效果不能滿足需求的，應(yīng)當(dāng)查找問題原因進(jìn)行補(bǔ)拍或重新拍攝。拍攝效果檢查

——相片重疊率低邊界處拍攝相片重疊率低導(dǎo)致的圖像拼接成果出現(xiàn)變形拍攝效果檢查

——拍入異物拍入無人機(jī)保護(hù)架、腳架等異物拍攝效果檢查

——相機(jī)參數(shù)設(shè)置失誤相機(jī)曝光、色彩、光圈等參數(shù)設(shè)置失誤拍攝效果檢查

——?dú)庀髼l件影響霧、霾、光照等氣象條件影響三、應(yīng)用實(shí)踐

——影像的后處理飛行拍攝結(jié)束后，會獲取一定數(shù)量的相片或視頻，將其從存儲設(shè)備導(dǎo)出后，需要進(jìn)行歸類、篩選、調(diào)整，并根據(jù)應(yīng)用需求進(jìn)行進(jìn)一步的成果制作，這整個過程都能看作是影像的后處理。影像的后處理

——?dú)w類、篩選和調(diào)整邊界先進(jìn)行相片或視頻的歸類、篩選和調(diào)整。拍攝的成果往往是存儲在同一個存儲設(shè)備中的，根據(jù)不同相片或視頻的作用，可以先將其進(jìn)行分類。在本應(yīng)用實(shí)踐案例中，可以將拍攝成果分為正射（或傾斜）成果用相片、全景圖用相片、單點(diǎn)拍攝相片和視頻。歸類完畢后可以對相片做一些篩選，刪除那些明顯的拍攝失誤的相片，選出適于進(jìn)一步進(jìn)行成果制作的相片。對選出的可以進(jìn)行進(jìn)一步后處理的相片，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)牧炼群蜕蕝?shù)微調(diào)，消除不利的光影影響，增強(qiáng)表現(xiàn)力，也可以對一些拍入的瑕疵進(jìn)行微調(diào)。通過曝光和對比度調(diào)整對過度曝光的原始相片進(jìn)行調(diào)整影像的后處理

——使用拍攝信息在調(diào)整相片的過程中應(yīng)當(dāng)完整的保留相片的信息。無人機(jī)拍攝相片時(shí)，除獲取可見光信息外，相機(jī)和其他傳感器所獲取信息也有可能被附加到相片中，本次作業(yè)如使用大疆系列的無人機(jī)拍攝，所獲取的相片就能附帶有時(shí)間信息、圖像信息、經(jīng)緯度坐標(biāo)信息、高度信息、拍攝相機(jī)參數(shù)信息等，在Windows系統(tǒng)下可以通過右擊進(jìn)入屬性對話框來瀏覽這些詳細(xì)信息。在調(diào)整相片的過程中或調(diào)整完畢的保存階段都建議完整的保留相片所有的附帶信息。相片附帶信息在進(jìn)行圖像的進(jìn)一步處理中能發(fā)揮重要作用，如果信息發(fā)生丟失，則需要人工輸入這些丟失信息，操作繁瑣，大大增加了后處理的工作量。相片中往往保留相當(dāng)多的拍攝信息可供調(diào)用影像的后處理

——直接使用相片相片的直接應(yīng)用，識別到場地內(nèi)有未清理的建筑垃圾影像的后處理

——簡單成果制作全景圖是一種制作簡單、效果明顯的航拍后處理成果影像的后處理

——簡單成果制作上傳發(fā)布后打開VR模式的全景圖，能夠配合VR眼睛產(chǎn)生身臨其境之感影像的后處理

——復(fù)雜成果制作ArcMap與無人機(jī)航拍成果結(jié)合進(jìn)行某區(qū)域蔬菜種植調(diào)查，底圖為數(shù)字正射影像圖（DOM）影像的后處理

——數(shù)字正射影像圖（DOM）制作使用航線軟件獲取一定重疊率的拍攝對象相片影像的后處理

——數(shù)字正射影像圖（DOM）制作數(shù)字正射影像圖（DOM）的制作需要使用專門的航拍圖像或建模處理軟件。常用的航拍圖像或建模處理軟件處理軟件有Pix4Dmapper