2017/07/08

[科技] [空拍] DJI 空拍機新手懶人包教學:遙控操作、飛行模式、禁航區查詢、建立飛行計劃

 DJI 空拍機新手懶人包教學:遙控操作「
隨著 DJI Phantom 4 / Mavic Pro / Spark 空拍機相繼推出,性能越來越強、價格越來越親民,讓不少人都相繼投入空拍機的行列,但空拍機不是玩具,具備正確的飛行觀念才能減少意外發生,不被當成空拍界的老鼠屎。任何想要進入空拍機領域的玩家,都請先建立好該有的飛行觀念。




如果你沒有任何空拍機和遙控飛機、直升機駕駛經驗,請先務必完全理解操作方式,並且在模擬器先行訓練,前幾次上場也請找熟手陪同,藉以減低出問題機率。畢竟自己摔機事小,傷到其他人事物就會很麻煩。

大疆飛行安全指引,建議準備踏入空拍機領域的朋友都先看過一輪。


新手村 Part 1:學會搖控操作


想開車上路,要先去駕訓班學開車;想當機師開飛機,也得去飛行學校上課。想玩空拍機,學會飛行器基本操作也是必要條件。多虧各式先進科技,現在玩飛行器的門檻已經降低許多,只要掌握好基本飛行常識,記清楚搖桿功能,很快就可以上手。

一開始建議先把槳拔下來,避免誤觸電機啟動釀成意外。

飛行器的控制包含升降、副翼、尾舵和油門四動獨立操作,用以控制橫滾 / 俯仰 / 偏航三種姿態和升降動作。DJI 搖桿操作模式支持 Mode 2 美國手、 Mode 1 日本手和 Mode 3 中國手(反美國手),預設為美國手,這也是比較直覺、適合新手入門的搖桿模式。


想飛,當然要先搞懂兩隻搖桿是在做什麼的。

搖桿作動功能如圖。DJI 遙控器可調整多種搖桿設置,新手建議學美國手比較直覺,遙控器預設也是美國手。

首先 DJI 空拍機的機頭位置是相機那一側,搖控器操作也都是以此為方向,只要人站在飛行器後方對著飛行器機尾、也就是俗稱「對尾」飛行,就能確保搖控器操作方向和飛行器移動方向一致。對尾操控熟悉後可開始練習機頭向右或機頭向左的 3 面。一開始較不建議練習操作完全相反的對頭飛行。


DJI 空拍機操作教學。



對於玩全沒有飛行經驗的朋友,實際飛 DJI 空拍機前強烈建議先上模擬器練習飛行。DJI GO 4 App 有內建「飛行模擬」功能,只要開啟 DJI 飛行器和搖控器連線後,在 DJI GO 4 App 選擇「學院」→「飛行模擬」功能,就可以在模擬器大展身手啦!

新手強烈建議先練習「飛行模擬」功能,直到確認完全了解搖桿的操作。飛行模擬要先和空拍機連線才能進入。

目標是腦袋想飛去哪,遙控器可以馬上打出正確的搖桿動作。

模擬器也是可以用一鍵起飛、自動返航,但...還是好好練完三面懸停基本功吧。

熟悉各項選單位置也是相當重要的事情,在飛行前、或是飛行途中遇到突發狀況,需要快速調整選單時,熟悉選單位置能讓你更快的進入選單調整,或許就能即時挽救飛行器一命。

先熟知各項選單位置,遇到問題時就能立即前往選單調整。

搖控器上的螢幕顯示,也先學會吧,飛行時需要依靠這些資訊判斷飛行狀態。

順便宣導一下,遙控器天線訊號最強的是天線的兩個面,而不是頂點。




電子說明書下載:



新手村 Part 2:認識飛行模式


學會飛行器操作之後,一樣先別急著起飛,下一步要先跟你的飛行器混熟,認識飛行器每種飛行模式,才能在正確的時候使用正確的模式,以及在系統自動轉換飛行模式時知道功能的差異。

DJI 飛行器依照系列不同,提供P 模式(定位) / S模式(運動) / A模式(姿態) 等不同飛行模式。

DJI 飛行器提供多種飛行模式,Inspire / Phantom 系列可在遙控器上直接選擇 P 模式(定位) / S模式(運動) / A模式(姿態),Mavic Pro 和 Spark 則是拿掉 A 模式(姿態),僅可調整 P 模式(定位) / S模式(運動) 。

P 模式下又會依照 GPS 環境和視覺系統功能,分成 3 種飛行模式,更是需要熟悉箇中差異。

P模式下的 3 種飛行模式:
  • GPS:接收到衛星數在 6 顆以上時自動啟用,搖控器會顯示 GPS Mode,可以實現空中準確懸停。
  • OPTI (Vision):接收不到衛星信號或衛星信號非常微弱,但飛行環境滿足視覺定位條件,搖控器會顯示 OPTI(Vision) Mode,可維持準確懸停。這一模式僅限於飛行高度 3 公尺以下時使用。
  • ATTI 姿態模式:當接收不到衛星信號或衛星信號非常微弱,飛行環境也無法滿足視覺定位條件時,將自動切換到姿態模式,搖控器會顯示 ATTI Mode。姿態模式下飛行器僅能依靠氣壓計在垂直方向上相對穩定,並無法自動懸停,需手動調整飛行器的水平方向姿態。
遙控器和 App 會顯示飛行模式。

新手建議在 GPS 模式下操作,讓飛行器有最大的保護措施。如想在室內無 GPS 訊號下飛行,也請確保在空間夠大、光線充足的環境以 OPTI 模式操作,請避免 ATTI 姿態模式操作,以免操作失誤造成碰撞墜機。

以下整理了各飛行模式的運作模式,主要是因應當飛行器突然切換飛行模式時(例如環境光線不足從 OPTI 變成 ATTI 模式),能有足夠知識和應變能力確認飛行器狀況。

弄清楚各種飛行模式,無論空拍機進入哪種模式會比較有底。



新手村 Part 3:公告禁/限航區查詢、放飛標準判定


學會了如何操控飛行器、搞懂各種飛行模式和選單功能後,應該都迫不及待準備出航了,但還有一項最重要、最重要、最重要的,非常重要所以提醒三次的,就是確認避開禁 / 限航區。空拍良好的空拍環境,需要靠各位飛友高度自律。

首先確認要飛行的地點是否為民航局公告的禁航區或限航區,全台各機場跑道延伸 2.6 公里範圍為禁航區,嚴禁任何飛行器起飛;2.6 到 6公里以內則是 60 公尺限航區。除機場外,還有平時無限航、發布飛航公告後才實施的 NOTAM 限航區,以及總統府、發電場等日夜限航區,軍事基地與軍事用地也無法使用飛行器。最後還有其他單位公告禁飛區域,如陽明山國家公園(可申請拍攝)、日月潭(申請拍攝)等。目前台灣沒有空拍機專法,但會受民航局或相關單位規範,例如闖入禁航區可依法開罰新台幣 30 萬元。

以下提供交通部民航局網頁,以及熱心人士整理資訊。實際禁 / 限航區請以當地官方公告為準。


交通部民航局機場四周禁止施放有礙飛航安全物體範圍圖資:(精準資訊)



Flyerlee 禁航區查詢:(參考資訊)


SkySentry 禁航區查詢:(參考資訊)


排除禁 / 限航區之後,就要判定天候和現場環境適不適合放飛,風速過大、大雨、下雪、地磁干擾過強、現場環境不適合也都不建議起飛。畢竟留得青山在,不怕沒機飛。建議可使用以下這套 UVA Forcast 掌握基本的天氣狀況。


UAV Forcast 天候資訊、競航區查詢:(參考資訊)



中央氣象局風速、風場量測


新手村 Part 4:首次起飛!

總算要迎接初次飛行體驗了!第一次飛行,主要是熟悉搖桿實際操作下飛行器的動態反應,建議找個空曠的戶外地點首飛,就像在汽車駕訓班練習那樣。建議先反覆訓練基本的 3 面懸停、加減速和拉升 / 下降性能,乃至簡單運鏡操作等技巧。

勞倫斯的 Mavic Pro 首航紀錄!

以下提供「飛行前確認項目」、「飛行器狀態列表」、「飛行器啟動程序」和「返航降落程序」,供各位新手飛友作為參考。



飛行前確認項目:
  1. 禁航區、限航區排除確認
  2. 天候狀態 (無下雨、下雪、起霧)
  3. 地磁擾動 (Kp 值 5 以下)
  4. 風速(5級以下,7m/s)
  5. 環境檢視(無高壓電塔、電變箱、鋼骨大樓)
  6. 主機電池狀態
  7. 遙控器電池狀態
  8. 飛行路線確認 (參考點、折返點、時間配置)


禁航區排除確認


天候狀態確認

場地環境確認有足夠的空間,並避開樹木、電線桿、人群等。

接下來是確認飛行器主體。每一台空拍機依照功能、結構的不同,也有不同的安全檢查項目,例如 Phantom 系列要確認螺旋槳確實安裝、雲台保護裝置已開下;Mavic Pro 同樣要確認拆下雲台保護裝置,四軸機架完全展開、摺疊式螺旋槳完全展開。


Mavic Pro 起飛前確認。


開機配對後,DJI 飛行器會自動進行飛行檢查,並且在 DJI GO 4 App 的飛行器狀態列表顯示,使用者需要做的就是確認所有檢查項目結果,沒問題會顯示「正常」,有問題會顯示紅字。一般比較需要教準的是指南針,按下「校準」按鈕後分別抓住機身以水平和垂直各轉360度校正。

Mavic Pro 飛行器狀態列表檢查項目:
  • 模塊自檢
  • 飛行模式
  • 指南針
  • IMU
  • 電調狀態
  • 視覺傳感器
  • 遙控器模式
  • 遙控器電量
  • 無線信道質量
  • 飛行器電量
  • 飛行器電池溫度
  • 雲台狀態
  • SD卡剩餘容量
飛行器狀態列表最容易紅字的是指南針校正。


指南針校正很簡單,只要水平旋轉一圈、垂直旋轉一圈即可。

一切就緒完畢,就準備起飛吧!新手飛行強烈建議先在視距內飛行,眼睛先盯著飛行器,謹慎小心操控遙控器。一開始會緊張手抖是正常的,盡可能找資深飛友或朋友從旁協助,當老師及觀察員,確保飛行安全。


飛行器啟動程序:
  1. 先開搖控器電源
  2. 再開飛行器電源
  3. 確認飛行器狀態列表 (DJI GO 4 App 顯示,主要確認指南針)
  4. 確認GPS衛星定位數量 (建議 10 顆以上)
  5. 確認狀態提示欄為顯示起飛準備完畢 (GPS) (語音提示飛行模式 GPS)
  6. 確認飛行器遠離人群 (建議距離 3 公尺以上)
  7. 遙控器搖桿以內八或外八方向啟動電機,電機啟動後鬆開搖桿返回中位
  8. 上推油門起飛 (或使用一鍵起飛)
  9. 將飛行器上推到 5 公尺左右懸停
  10. 等待數秒待飛行器完成圖像採集 (語音提示返航點己更新,可實施精準降落)


「讓我飛也好,讓我追也好,你就是永遠不明瞭」←知道這首歌的人可能洩漏你的年齡了...



返航降落程序:
  1. 確保電力在 10~30% 之間返回降落點
  2. 返回降落點上方懸停
  3. 確認降落點無人群
  4. 下推油門下降飛行器 (或按下一鍵返航)
  5. 最後降落前將油門下推到底持續 3 秒
  6. 飛行器降落完成電機停止
  7. 先關閉飛行器電源
  8. 再關閉搖控器電源

新手建議一開始先用 3~5 顆電池熟悉遙控操作和飛行器性能,不用急著馬上想飛高飛遠飛航道。首次飛行難免對操作有些陌生,建議要留比較大的預留空間,避免操作失誤;如果搞不清楚操作狀態時(例如搞錯機頭位置、對頭操作、或是錯桿)也無須緊張,只要將搖桿放手回中立點,飛行器就會自動懸停,待確認狀況後再重新進行操作。

安全防護方面,下視覺系統基本上可避免操作失誤墜地風險(水面除外),前視覺系統則是可避免機頭撞向大片的物體。但細小物體如燈柱、電線、樹葉等則可能會無法感應到,一樣得小心操作,晚間光線不足一樣無法使用視覺避障系統。另外,無側面、後方和上方避障系統的機種,更要避免在未確認環境下朝側面和後方方向飛行。

再次提醒飛友需慎選空拍機起降地點和飛行環境,應盡量避免在大型建築物、鐵橋、樹木等環境中操作,以免飛行器指南針受到干擾、或是遙控器訊號遮蔽變成無控狀態。遙控器可設定失控保護為懸停或是自動返航,如果環境較複雜建議選擇懸停,以免自動返航中撞上其他物體。


新手村 Part 5 :建立飛行計劃


你知道所有天上飛的飛機、包含固定航線的客機在起飛前,都會建立飛行計劃 (Flight plans)嗎?勞倫斯在購機前分析身邊朋友、以及網友分享的炸機分享,發現許多狀況是沒有考慮過飛行路線、沒確認好環境因素、甚至是錯估電量導致無法返回。

一般民航機飛行計劃表的製作,會依據飛機機型載客數和貨運計算酬載量,換算飛機總重量以及所需燃料消耗量。還要搭配氣象資料確認降落機場、計算替代機場備案,以及分析飛行航線途中氣候狀態,依照飛航公告避開禁飛區域等。綜合以上各因素後決定飛行航線,在航圖上分成數區,預測其風向、風速、計算飛行時間及燃料消耗量,將整體計算起來就可算出總飛行時間和總燃料消耗量,回推燃料消耗量加上預備燃料。

空拍機不若真的飛機如此複雜,至少不用考慮重量變因 ,飛行時間大致上也是固定的 (但還是得考量現場風素),因此,你可以依照空拍機款式,計算出飛行時間及規劃飛行路線,做更有效率的航拍,並減低意外發生的程度。雖然現在 DJI GO App 相當聰明,會智能計算電力及返航提醒,但事前自行規劃飛行計劃,能更清楚掌握整趟飛行狀況。


首先,確認險飛行時間:
  • Phantom 4 系列:官方表示最大飛行時間約 28 分鐘 (無風環境)
  • Mavic Pro:官方表示最大飛行時間約  27 分鐘 (無風環境)
  • Spark:官方表示最大飛行時間約  16 分鐘 (無風環境)

接著,計算拍攝的飛航路線和時間。我們就以飛到軟體限制高度 500 公尺計算可飛行範圍:
  • Mavic Pro 電池使用時間 27 分鐘,根據經驗正常約  21 分鐘會剩下 15~20% 電量。
  • Mavic Pro 在無風環境下最大上升速度 5m/s、下降速度 3m/s。如果設定飛到 500 米高空,升空必須花上 500/5=100 秒,降落則是 500/3=166 秒,光是來回最高高度就會花上 4 分鐘 43 秒,加上緩衝秒數至少抓 5 分鐘。
  • Mavic Pro 在無風環境下S模式最高速度 20m/s、P模式為 10m/s,扣掉起飛及降落後可飛行時間為 16 分鐘,以P模式換算最大飛行距離 10*16*60=9600 公尺,扣掉折返點半徑就是 4800 公尺,因此可設定半徑 5 公里內為飛航範圍。
  • 如果是做較小範圍內的航拍,就改以時間為基準,計算返航所需時間。如以 100 公尺高度在 1 公里定點拍攝,所需返航時間為 (100/10)+(1000/10)=110 秒,保守預留 2 分鐘返航。
  • 如果要做近距離穿越,需先目視確認距離減低碰撞風險。
  • 如果會在海面上、湖泊或河川上飛行,要確保電力讓空拍機返回陸地區域,第二階段嚴重低電量時空拍機會強制自動垂直下降。
可用 Google Maps 點選滑鼠右鍵「測量距離」功能,量測兩點或多點之間的距離。


最後,可依照天候狀態、飛行設定和航線圖做成飛行計劃 (大圖下載)


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