無人機不僅用於軍事用途，在一般運動賽事、演藝活動、新聞媒體已是隨處可見的科技產品。但你真的了解無人空拍機嗎？今天我們很榮幸邀請應用空間資訊系黎主任來為我們說明。

無人空拍機的發展簡史

▲你知道嗎？目前市面上較常見的空拍機多為旋翼式的款式唷。

應用空間資訊系最大特點是無人空拍機的應用，黎主任很熱切地為我們介紹無人空拍機在台灣的發展，他說：「過去，無人機多為定翼式螺旋槳飛機，具有速度快、停留空中時間久的特性；而目前市面上一般人常接觸到的消費型空拍機多為旋翼式，它的特性是速度慢，可滯空定點拍攝，不過因拍攝載具與電量的限制，所以停留在空中的時間較短。這兩種類型的工作不太一樣，定翼式可以工作持續1~2個小時，所以多用來執行大範圍拍攝；而旋翼式以商用型的來說能持續飛行30分鐘已經很了不起了，但有時候取景需要定點的畫面，使用定翼式無人機就無法停下來，必須使用多台旋翼式無人機輪流拍攝。像演唱會所使用的高空攝影就是旋翼式無人機，相關單位會為了應付演唱會較長的演出時間，準備數台輪流拍攝。」

別搞錯了！無人空拍機不像遙控飛機這麼簡單

▲尺寸越大的空拍機，其承重與耗電量都比較高。

有些人會認為無人空拍機就像遙控玩具一樣，只要控制好它的位置和方向即可，但其實並非如此簡單。黎主任說：「台灣從2010年才慢慢開始流行無人空拍機。在這之前，旋翼式無人機的滯空穩定度與安全性技術都還不夠成熟，像是我們系上一架比較古老的機型，就會在準備降落時翻跟斗，像這種機型的控制器就需要專門校調，飛機配重的平衡也必須特別注意，因為光是加裝一個元件都需要重新調整。目前市面上的商業型無人機都無法調整感測器，但訊號傳輸非常安全，又因為技術純熟，現在的無人機上都會設置視覺系統，用以偵測前後有無障礙物、自行閃躲，降落時也能以超音波或紅外線偵測下方與地面的距離。此外，有許多廠商會提供SDK（軟體開發套件），方便使用者自行修改，更甚能透過APP操作空拍機，觀察距離、高度等各種參數，便於進行即時監測與修正。」

經過黎主任一番解說，你是不是也了解無人空拍機的學問不簡單呢？它並非只是帶著攝像機的遙控飛機，而是隱藏著許多科技元素的高科技產品，更是應用空間學系用來測量與調查的一大利器。

無人空拍機畫面如何轉換成3D影像？

▲利用3D軟體進行計算與資料處理、編撰。

人類因為有兩隻眼睛，所以能偵測物體與物體間的距離，避免跌倒或撞牆，而3D立體影像也與眼睛的視覺原理類似。黎教授說：「你可以想像一雙眼睛就是兩架攝影機。無人空拍機會在物件同一表面拍攝至少兩張影像，當影像交會越多時，所呈現出來的3D影像就會越完整，也就是藉由重疊影像去定位與計算表面的位置與表面材質。每次田野調查結束後我們會回到學校用電腦算圖，使用Pix4Dmapper，處理相機拍攝之航空、傾斜與地面影像，它可以精確至公分級的程度，計算非常精準。而實驗性的資料處理就會用到agisoft photoscan、ReCap ，我們會將雷射掃描的檔案分享到雲端，藉由同學們協同工作，節省專案時間，並確保資料的準確性。」

結合攝影、無人機以及軟體的應用，突破二維空間，黎主任為我們分享空拍機的運作原理，原來沒那麼簡單！

資料提供：健行科技大學應用空間資訊系黎驥文博士