1.1 常规航拍无人机的组成

现在大众所拍摄的照片和视频越来越酷炫，视角已经不局限于陆地视角，这一切都得益于日新月异的科技，其中无人机就是一个神奇的存在。下面我们先来了解常规航拍无人机的组成。

无人机的全称是无人驾驶飞行器（Unmanned Aerial Vehicle），是一种利用无线电遥控操纵或自主程序控制、机上无人驾驶的可重复使用的航空器。相信很多人即使没见过实物，但在各种平台上也应该见过无人机的照片，图1-1所示是大疆Mavic 3 Classic。

无人机由机身、动力系统、飞行控制系统、链路系统和任务载荷五大部分组成。

机身

机身是无人机的主要骨架，一般采用轻物料制造，以减轻无人机的负载量，其他零部件都需要按照机身的布局安装。图1-2是机身参考图。

动力系统

动力系统主要包含螺旋桨、电机、电子调速器和动力电源。电源为电机提供能量，电机则通过电子调速器的控制带动螺旋桨旋转，为无人机提供动力。

螺旋桨：无人机产生推力的主要部件。常见的多旋翼无人机一般搭配4个螺旋桨，两个顺时针旋转，两个逆时针旋转。对于电机来说，螺旋桨过大或过小都不太好，多轴无人机的操纵主要就是依靠改变电机的转速，使每个螺旋桨产生不同的升力。

电机：能将电能转化为机械能，带动螺旋桨旋转，从而产生推力。在微型无人机当中使用的电机可以分为两类：有刷电动机和无刷电动机。其中有刷电动机由于效率较低且会产生摩擦，在快速旋转时难以控制，在无人机领域已逐渐不再使用。无刷电动机里面的电刷不转，被称为定子；外面的永磁体转动，被称为转子。无刷电动机需要用交流电来驱动，所以外面需要接上一个电子调速器。

电子调速器：不仅可以调节电机的转速，也可以为遥控接收器上其他通道的舵机供电，还能将电池提供的直流电转换为可直接驱动电机的三相交流电。电机的调速系统称为电调，全称为电子调速器（Electronic Speed Contoller,ESC），它根据控制信号调节电机的转速。

动力电源：为多旋翼无人机提供能量，直接关系到无人机的悬停时长、最大负载重量和飞行距离等重要指标。通常采用化学电池来作为电动无人机的动力电源，综合重量、能量密度等因素，现用锂聚合物动力电池作为动力电源。电池实物图如图1-3所示。

飞行控制系统

飞行控制系统又称为飞行管理和控制系统，是无人机的“大脑”。它的工作流程是先接收地面遥控器的指令，然后将这些指令分发到无人机的各个控制模块，再接收各个模块反馈回来的信息，最后将反馈信息传回地面遥控器上。不断地重复这个流程，可以保证无人机在空中完美地执行飞手的命令。一般飞行控制系统会内置控制器、陀螺仪、加速度计和气压计等传感器，以实现无人机数据传输较高的可靠性和精确度。

该系统分为四大模块：主控单元（飞行控制的核心，实现无人机自主飞行和数据记录）、惯性测量单元（包括陀螺仪、加速度计、地磁传感器和气压计，简称IMU）、GPS指南针模块、LED指示灯模块。

链路系统

链路系统就是我们平常所说的天线，其主要作用是传输数据，它是无人机和遥控器之间沟通的桥梁。在无人机内部设置遥控器接收器，以便无人机完成对信息的接收和反馈，特别是四轴无人机，起码要有四条频道来传送信号，以便分别控制前后左右四组悬轴和电机。

控制无人机的方式有很多，最传统的就是遥控器了，此外还有地面站用的数传电台。另外还有不是特别主流的蓝牙、Wi-Fi、3G/4G等。无人机的遥控器一般成对出售，一个发射机、一个接收机，需配对使用，但不同厂家之间的设备可能不能通用。遥控器有“美国手”“日本手”“中国手”之说。“美国手”与“日本手”是指无人机的操控方式，“美国手”是左手油门，“日本手”是右手油门，“美国手”与“日本手”对应不同的操控器油门方向杆的不同布局。“中国手”的操作与“美国手”完全相反。几种操作方式对应不同的操作习惯，并无优劣之分。

云台相机系统

无人机在飞行中受到气流和风力影响，会产生不可避免的晃动。无人机通过三轴稳定云台搭载的相机模块为航拍摄影提供稳定可靠的影像。

除了由电机、机械臂等机械构成的三轴稳定结构外，所搭载的相机模块决定着无人机航拍画面的品质。消费级无人机的云台相机部分大多是一体化集成的，不能更换，具有较高的稳定性。专业级无人机系统大多可以更换云台组件，还可以根据需求更换不同画质的相机。