固定翼无人机性能参数（为什么固定翼无人机拍摄高分辨率照片质量差？）

昨天发了一篇文章《固定翼无人机为什么做不了地籍项目》，文章短短900字给大家讲明白一个很简单小学生都会用的公式：速度*时间=距离。这篇文章瞬间在航测圈里炸开了锅！发文一个小时内阅读人数破千！

看完文章，在文末留言的也特别多！提出了很多解决方案！

解决方案一：挂大画幅飞思相机

，倒是一种解决方案，但我个人认为，一个飞思五镜头该挂什么无人机？有多少固定翼能有这样的挂载能力？有这样的挂载能力如何低空飞行获取高分辨率影像？挂在空中炸机风险并不是都能承受的！难道用有人直机？反正我用不起！

解决方案二：多挂相机

，数据并行处理怎么办？无人机有那么大的吊舱吗？如果异步控制相机？目前有成熟产品吗？

解决方案三：改用拍照间隔小的索尼A7R3

，不但成本高、实测拍照间隔是多少？

解决方案四：使用低速巡航固定翼

，低速固定翼主要是工作原理是使用高迎角，高迎角固定翼运行空气阻力大，续航时间太，短抗风差，顶风拍照间隔可以控制！顺风的飞行速度太快，受相机的拍照间隔硬件限制影响的情况下就会丢片！

总结：有破解0.6秒拍照间隔是五镜头厂家将最新产品诞生了，如何保证固定翼顺风飞行不漏片？0.6秒够用吗？即便你在无风的天气（一年有几天）航飞，可以有一定改善。

但是还有像点位移问题解决不了！

   限于时间太紧（下班后相约喝酒）问题，昨天文章只从速度公式草草分析，用了十多分钟时间写完就发了一篇，为了完成公众账号每天更新航测知识的任务！今天正好有时间，我从相机的拍照原理上给大家讲解一下。

为什么固定翼无人机拍摄高分辨率照片质量差？

   无人机航测是依照中心投影的原理获取高分辨率的地面影像，使用这些影像进行测量的基本方法！这里需要的是高分辨率的清晰影像。

        如何能获取高分辨率的影像是相机研发团队需要考虑的问题！

我们今天从成像原理的角度给大家分析一下！

获得一张高品质照片需要设置好ISO、光圈、曝光时间

！

1.相机上的ISO是指感光度

。所谓感光度是指感光材料（胶片或数码相机的传感器CCD/CMOS）对光照的敏感程度。

感光度ISO大致分为：25、50、100、200、400、800、1600、3200、6400、12800。数值越小，感光度越低；数值越大，感光度越高。在拍摄当中，我们都希望使用更高的感光度，那样即便是在夜晚也能手持相机拍摄了。

但是实际情况却并非如此，随着感光度的增高，画面质量会逐渐下降（数码影像的噪点增强）。

我们一般航测选用的ISO为100！2.光圈是一个用来控制光线透过镜头

，进入机身内感光面的光量的装置，也是相机一个极其重要的指标参数，它通常是在镜头内。它的大小决定着通过镜头进入感光元件的光线的多少。表达光圈大小我们是用F值。

F后面的数值越小，光圈越大：光圈的作用在于决定镜头的进光量，光圈越大，进光量越多；

F后面的数值越大，光圈越小：简单的说就是，在快门不变的情况下，光圈越大，进光量越多，画面比较亮；光圈越小，画面比较暗。

光圈、镜头、及拍摄物的距离是影响景深的重要因素：

1）光圈越大景深越小，光圈越小景深越大。

2）镜头焦距越长景深越大、反之景深越小。

3）主体越近，景深越小，主体越远，景深越大。

我们航测一般要优先保证景深，同时要保证曝光！

通常选用光圈为F5.6！3.曝光时间主要是指底片的感光时间

，曝光时间越长底片上生成的相片越亮，相反越暗。

这三者都能影像拍照质量，为了保证影像质量减少噪点，ISO只能降低，航测相机为了轻量化只能选择固定光圈，保证景深只能用小光圈

。

目前可以调整的仅仅是曝光时间！

通常为了保证拍照效果，曝光时间通常是1/1000,即0.001秒快门开关，解决曝光问题！

问题来了！

固定翼一般巡航速度为20m/s，同样运用运动学速度公式：

距离=速度*时间曝光0.001秒过程中相机移动了多少呢？0.001s*20m/s=0.02m=2CM以1.5CM的地面分辨率为例：

拍照的瞬间造成2cm的像点位移。

什么概念？

2cm/1.5cm=1.333个像素的像点位移造成运动模糊。

这么大的位移量如何能获取高质量的高分辨率的影像？业内通常把这个由相机运动像点引起的像点位移控制在1/2像素以内！最好1/4

!

要求曝光时间=0.75cm/100/20m/s

=0.000375S=1/2667

1/2000的曝光时间运动引起的像点位移1CM不满足要求，相机曝光时间都是倍数关系没有1/3000，相机需要设置曝光为1/4000。按索尼5100相机最高1/4000的曝光时间设置，曝光不足！

加大光圈景深降低！

加大ISO噪点就多

！

这个问题还是解决不了！

欢迎大家继续批评指正！请在文后留言！知错必改！更多航测信息请关注我的个人微信公众平台

作者简介：

郭有宝，男，汉族，讲师，测绘工程硕士，注册测绘工程师，内蒙古测绘学会委员，北京恩维同创科技有限公司技术总监。

1984年出生于黑龙江省林口县，2008年毕业于太原理工大学地理信息系统专业毕业，2016年获得西南交通大学测绘领域工程硕士，2018年通过注册测绘工程师考试，包头铁道职业技术学院骨干教师，包头师范学院客座讲师，测绘行业从业时间十年以上。

教科研成果：参与教育部课题一项，内蒙古教育厅课题两项，包头市课题一项；主持《数字测图》教学做一体化课程改革并评为精品课，参加全国青年教师讲课大赛获得一等奖；指导的学生于参加全国铁路精调精测大赛全国一等奖；独立在CAD平台二次开发农村土地经营权确权系统在生产中应用并获得硕士学位，公开发表专业论文8篇主要特长：工程测量、高速铁路精调精测、无人机航空摄影测量、地理信息系统二次开发及其他测绘专业软件开发等

承担过课程教学：数字测图、地理信息系统、GNSS系统原理及应用、航空摄影测量、计算机图像处理、数据库开发应用、VB测绘程序设计、测绘监理

参与项目：内蒙古乌海市三调、山西临汾土地二调、山西朔州土地规划、河北廊坊农村土地经营权确权登记、包头蓝泽大金城房地产沉降观测、包头华云电厂沉降观测、神雾集团包头项目控制测量、冀东水泥唐山/大同/宝鸡无人机倾斜摄影测量/三维建模、巴彦淖尔市双河新区智慧城市项目无人机三维建模部分、巴彦淖尔市中旗房地一体项目无人机航空摄影项目

提供技术支持单位：包头市鑫航测绘科技有限公司、包头市瑞驰测绘有限公司、包头市政澔测绘科技有限公司、深圳中铭勘测股份有限公司、北京恩维同创科技有限公司

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