拍壮阔美景 大疆飞行器搭载相机航拍试用

2012-09-25 00:16:09  来源:pconline 原创  作者:烧卖  责任编辑:liangjiaxian 

1小试多轴飞行器航拍:前言回顶部

  【PConline 无人机】相机拿在手上或者放在脚架上拍摄,那是最正常不过的事情。不过总是有人想出各种奇特的方式,让相机离开双手,放在各种环境下进行拍摄,而当中最热门也是显得最为自由的,就是把相机放在遥控飞行器上,也就是我们常说的“航拍”。这次我们就从最简单的方式尝试一下航拍的滋味——把相机放在大疆创新推出的F550六轴飞行器上进行拍摄。

拍壮阔美景 大疆飞行器搭载相机航拍试用

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关于多轴飞行器:

  与传统的固定翼飞机、直升机不同,多轴飞行器具有多个动力输出轴,带动多个旋翼,产生升力。固定翼飞机通过各个舵面对气流的改变,而对机身进行控制。直升机通过倾斜旋翼产生各个方向的力,对机身进行控制。而多轴飞行器则是通过各个旋翼的不同转速(各个旋翼螺距固定),产生各个方向的扭力,从而控制机身。

  单从遥控模型领域来看,多轴飞行器相对于其他飞机,有着结构相对简单、连动部件较少、结构相对坚固的优点。但是多轴飞行器不是通过舵面改变气流,或者直接的倾斜旋翼来控制机身,而是通过改变各个旋翼转速来产生扭力,所以传统的控制方式需要通过一定的手段来转换成旋翼的不同转速,同时达到稳定机身的目的,这就是多轴飞行器飞行控制系统的最大作用。

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  这次简易的航拍尝试,可算是最为初级的做法,简单来说,就是通过三脚架螺丝孔,直接把相机锁在大疆F550风火轮六轴飞行器上,通过F550“驮运”相机进行移动拍摄。在大部分网友的角度来看,这可能已经是相当了不起的事情,但是对于专业航拍来说,这还真的是小儿科。不过别急,后面我们有专业的!

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  大疆F550风火轮六轴飞行器套装,包含一个六轴机架,对应的六组电机/电调,以及最为重要的飞控系统(NAZA-M、GPS模块)。用户配上合适的遥控器、接收器以及电池就可以进行飞行了。

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  NAZA-M“哪吒”是DJI专为多旋翼模型爱好者打造的新一代轻量级多轴控制平台,创新的一体化设计理念,将控制器、陀螺仪、加速度计和气压计等传感器集成在了一个更轻更小巧的控制模块中,同时可提供D-Bus支持,支持固件在线升级,功能、硬件均可扩展。

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  NAZA-M的控制模块安装在机架内部的中间,所以下面的照片当中,基本上看不到它。如此小巧的模块当中,集成了非常多的传感器、处理器,高度集成化让安装也变得非常容易。(图片下方的是遥控器的接收机)

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  FlameWheel“风火轮”系列产品是DJI为航模爱好者而开发的多旋翼飞行平台。配合DJI的WKM、NAZA-M自动驾驶系统,可完成悬停、巡航、甚至滚转等飞行动作,广泛应用于休闲娱乐、业余航拍以及FPV等航模爱好运动中。

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关于DJI大疆创新:

  DJI大疆创新科技有限公司是全球最顶尖的无人飞行器控制系统研发和生产商,其产品线涵盖高端无人机飞行控制系统及地面站控制系统,专业影视航拍飞行平台,顶级商用云台系统,高清远距离数字图像传输系统,专业级无线遥控和成像终端,以及最智能的模型飞行器产品和可大批量应用于飞行玩具的高精控制模块。

  DJI大疆创新的主流产品线包括,Ace One 系列工业无人直升机飞行控制系统及地面站控制系统,WooKong-M 系列多旋翼控制系统及地面站系统,禅思系列高精工业云台,筋斗云系列多旋翼航拍飞行器,包含了高清数字图传的如来系列手持控制一体机。模型及玩具方向,有WooKong-H遥控直升机控制器,Naza系列多旋翼控制器,风火轮系列轻型多轴飞行器以及可大批量OEM的飞行控制模块。

  在大疆创新的研发实验室里已经储备了未来2-3年的最新科技,并持续融入自己的创造力和想象力,使得这些超前的科技成果可以被应用到解决各种实际工业和商业问题的产品中去。DJI坚持创新和原创的理念,只要是DJI推出的新产品就一定是同类型产品中性能最强大的,其产品的研发规划十分激进,新产品的市场推广和公司文化输出也十分激进,仿佛生来就是带领产业进行革命的先锋。

  大疆创新官方网站:http://www.dji-innovations.com/cn/

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  为了引起大家的兴趣,这里先放出一段我前几天拍摄的视频,经过一点的剪辑以及搭配背景音乐:

  当然了,这段视频并不是使用F550“硬挂”相机来拍摄的,而是使用了更为高级的航拍平台,是什么?看下图!

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  看不清楚?不用急,国庆回来后我们就会奉上这个航拍神器的精彩内容。下一页,我们继续看看大疆F550的各项细节。

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●大疆F550六轴飞行器细节介绍

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  由于相机是直接“硬连接”在F550上的,所以无需对F550进行任何改动,用个三脚架的1/4英寸螺丝就能把相机固定在F550的中心板上面。

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  换个角度来看,顾名思义,六轴飞行器就是有六个动力输出轴,带动6个螺旋桨,那么机头在哪?留意红色两只机臂,那边就是机头。

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  大疆创新所推出的各种产品,从飞控系统、机架再到电机电调甚至螺旋桨,都是自行研发设计并生产,一条龙的产业可以保证所有部件的匹配性。上图是F550所搭配的电机,2212/920KV的规格,可以使用3S或4S锂聚电池。

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  无刷电机需要搭配电调才能使用,F550上每个电机都配有一个大疆30A电调。

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  NAZA-M可以搭配GPS、指南针模块进行飞行,可提供自动定点悬停、失控返航、航向锁定、返航点锁定等先进的飞行控制功能。GPS模块就位于高出中心板的碳纤维杆上。

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  GPS模块包含指南针,可以提高飞行的方向性。记得每到一个不同的地方飞行,都需要校正一下指南针的地磁哦,这对稳定飞行有帮助。GPS和指南针对强磁敏感,所以需要高出中心板来安装。

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  去掉相机和电池,这样就能看清楚F550的样子了,其实是一个非常简单的飞行平台,简单到可能让你不敢相信。下一页,我们来看看这两层中心板之间有些什么。

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  大疆F550中心板与机臂之间,通过上4颗、下2颗内六角螺丝进行固定。

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  中心板各个角都带有大疆和F550的Logo,这里已经移除4颗螺丝。

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  中心上板没有什么玄机(中间贴有固定电池的魔术贴),打开后就可以看到下面的东东了。

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  如果忽略各种信号线,中心下板固定的就只是三个东西,大家看到有什么吗?

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  固定在中心下板中央的就是NAZA-M控制模块,用于感应机身各种参数(高度、角度等等)以及对各个电机进行控制。黑色的那个就是遥控器的接收机,用于把遥控器的信号传输给NAZA-M控制模块。

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  捆绑在机臂上的是NAZA-M的多功能模块,用于为NAZA-M提供电源,并内置一个高亮度多色LED,用来显示飞控系统的各种状态。这个多功能模块还带有一个Micro USB接口,用来与电脑连接,在电脑上运行调整参数的软件,对NAZA-M进行各种细致的设定。

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  大疆风火轮系列多轴飞行器的一个独创设计,就是把原本需要用电线来连接的“电池——电调”线路整合到中心下板内,通过中心下板的内部电路,把电池的电流分配到6个电调之上,从而为整个系统供电(电池线、电调线只需要按照极性,焊接到中心下板指定的触点上就可以了)。这一设计可以省去繁琐的电线布置,让整个飞行平台变得更加简洁。上图在焊接完成后,还用热熔胶固定焊点,不用担心电线发热而让热熔胶融化,因为F550飞行时,这些焊点、电线几乎不发热。

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●使用大疆F550搭载相机进行试拍

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  由于相机与机架之间是硬连接,没有多少缓冲减震的措施,所以相机方面,我们选用了号称是防抖世界第一的奥林巴斯E-M5,以及17mm饼干镜头。相机与镜头搭配起来有500克左右的重量,加上电池本身的530克重量,已经到达大疆F550机架的负重极限了。上图是先设定相机的对焦为MF,并调整合适的焦点。

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  开启遥控器,把电池与机架连接起来。

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  F550开机后,静置等待一下,这时是为了搜索GPS卫星。GPS卫星数搜得越多,NAZA-M的自动定位悬停就越准确。

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  由于载重已达极限,所以起飞都是小心翼翼的,不过问题不大,顺利起飞。

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  当然了,起飞之前已经按下相机的视频拍摄键,开始拍摄视频了,我们往远处飞飞。

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  加速!需要说明的是,飞行器载重越接近极限,飞行动作就越需要小心,因为每一只螺旋桨所带的负载都很大,没有多少余量可供大动作之用。幸好大疆NAZA-M飞控的算法优秀,在如此高负载之下仍然能稳定机身,并且透过GPS达到较好的定位效果,漂移量很小。

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  飞完一个起落,拆下相机,我们飞到水面上玩玩。

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后记:

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  除了娱乐级的风火轮多轴飞行器,大疆创新还有一系列定位专业航拍的解决方案,这里不妨看看其宣传视频。

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  很多人都会问“你这飞机用电的是吧?能飞多久啊?”其实电动飞行器单次飞行时间的长短,很大程度上取决于电池的容量、质量、放电性能以及电池与飞行器的搭配。这次试用大疆F550搭载相机拍摄,我选用了由雷鹏电池有限公司推出的“巨人”系列锂聚动力电池,规格是4S(14.8V)5000mAh 50C。“4S”表示这是由4块锂聚电芯串联而成,达成14.8V电压输出;“50C”表示这块电池可持续放电的电流,为电池容量的50倍,即5000/1000x50=250安培。以14.8V的输出电压,单单这一块电池就可以输出3700W的功率,应付大疆F550六个电机合共1000W左右的功率实在是绰绰有余。

  电池实力强横,自然不怕各种突发的电力需求情况,也就可以让飞行时间变得更长。在不搭载相机的时候,F550使用一块雷鹏巨人4S(14.8V)5000mAh 50C电池,可以飞行15-20分钟,如果手上有两块这样的电池,半个小时的飞行足够爽玩了,就怕精神不够应付长时间的飞行而已。

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关于雷鹏电池:

  江门市雷鹏电池有限公司,地处珠三角,是NIMH、NICD、LI-FE、LI-PO电池专业制造和销售商。雷鹏创立于2005年,定位非常明确,专业研发、制造和销售高功率镍氢、高温镍镉、高倍率锂聚合物电池。目前共有500名技术工人,超过100名专业工程师和技术人员进行电池研发和调试,不断探足尖端科技和革新工艺技术,生产最顶尖的电池产品。

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  雷鹏出品的锂聚电池造工、用料都非常优秀,4S(14.8V)5000mAh 50C这块电池的输出线使用了10AWG超粗超柔软并且耐热的硅胶线,保证最低的电阻,从而减少线组对输出电流的影响。而且很重要的一点,雷鹏电池经过多次充放电循环后,依然能保持优秀的放电表现,平均每块锂聚合物电池都能拥有超过200次的循环次数,这是非常难得的。

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  其实就在正式把相机放上F550之前,就先使用两块雷鹏巨人4S(14.8V)5000mAh 50C进行载重测试,两块电池并联使用,单次飞行时间可达30分钟,让人惊讶。

  两块雷鹏巨人4S(14.8V)5000mAh 50C电池重量合共超过1000克,载重测试顺利完成。另外这么长的留空时间,是不是可以加一个摄像头以及图传系统,让这个飞行平台变成一个“长时间滞空监视飞行器”呢?

  想知道锂聚合物电池是怎样生产出来的?请看这个视频,心急的网友可以直接从视频中间开始看。

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