FPV遥控飞机DIY实录《详细分析》《申请加精！！！》

飞之梦

在蓝天上翱翔曾是每个男孩儿时的梦想，然而，长大成人的你我却发现，不管是曾经放飞风筝的游戏，还是如今坐在电脑前模拟飞行，始终无法获得真实、刺激的驾驶感受。直到FPV系统进入我们的生活，我们才发现梦想终于照进现实，我们终于可以冲上云霄，自由翱翔！
FPV可以干什么


　　一般的遥控飞行都是由操纵者手持遥控器，目视远处的模型，控制它的姿态，完成各种动作。近几年随着电子设备的小型化，我们有机会把无线视频传输设备装在体积和载重量非常有限的模型上，实现以第一视角操纵模型，所能达到的效果就是你可以身临其境，以驾驶员的视角操纵模型飞机翱翔天际。


　　FPV（First Person View的缩写，即“第一视角驾驶”）除了可以带来真实的飞行驾驶感受外，还可以进行航拍、高空侦察、电子空战、竞技飞行等各种飞行应用。由于一般飞行都要在视野开阔的郊外进行，因此FPV可以让人更加亲近大自然，而且FPV可以让我们接触到很多无线电应用知识，增强我们的动手能力。


　　和完全虚拟化的电脑模拟驾驶相比，FPV采用的是模型真实飞行，需要玩家了解各种飞行知识，接受飞行培训和练习，其驾驶体验除了玩家不在驾驶舱内，几乎和实际驾驶飞机没有什么差别。


　　试想一下，带有摄像头的飞机翱翔天际，穿越薄雾的那一刹那，阳光普照，是什么感觉？当然，我们还可驾驶飞机到原本没有条件去的地方，看到从没看过的美景，在百米高空俯瞰自己的家园，在千米高空，用自己的航拍设备拍下壮观的景色，这是何等震撼！


　　目前国内FPV玩家相当多，通过简单地改装，就可将遥控飞机用于FPV。加了平板天线和遥控增程设备，国内最远的FPV飞行距离达到了14.7公里，而加载了OSD导航电量、GPS定位和失控返航的设备后，FPV更具可玩性和挑战性。



[ 本帖最后由 飞之梦 于 2011-11-23 20:29 编辑 ]

飞之梦

　　挑选技巧：在选择遥控飞机前，要先了解选定的FPV设备的体积和重量，然后再选择遥控飞机，并且在选择遥控飞机时要留有空间余量和载重余量，以便日后增加机载设备。笔者选择是WFLY天地飞8通道遥控器WFT08，售价在800元左右，遥控距离在1公里左右。

遥控飞机要符合FPV飞行对内部装载空间、载重能力的需求

　　【遥控设备】 参考价格：500元～800元（国产6通道遥控器）


　　遥控设备是控制遥控飞机的必需器材，其主要参数有遥控通道数以及遥控频率。对于遥控飞机来说，虽然4个通道（机翼、尾翼、尾舵、油门）就可满足要求，但进行FPV飞行需要搭载摄像头云台、自动回航降落伞、OSD切换设备，因此最好具备6～9个通道。遥控频率方面，目前主要有5MHz、36MHz、41MHz、72MHz、2.4GHz，在这些遥控频率中，2.4GHz在同等发射功率条件下，具有抗干扰性强、控制距离远、无同频干扰等优点。


　　挑选技巧：由于无线视频传输并不占用遥控通道，因此如果只是进行普通的FPV飞行，4通道的遥控设备即可满足要求。如果需要增加摄像头云台、自动回航降落伞等设备，玩家可选择4比例主控通道，其他遥控通道只需采用开关通道即可，这样可以节省一定的费用。


　　遥控频率的选择方面，FPV飞行需要搭载较多电子设备，控制干扰较大，一旦失控会造成坠机，使得飞机以及机载设备报废，为了保证昂贵的FPV飞行设备的安全，最好选择抗干扰能力强、信号传输稳定的2.4GHz产品。


多通道遥控可实现较多遥控功能


　　【无线视频传输系统】 参考价格：1000元左右（包括摄像头、无线视频信号收发装置）
功率越高的传输设备，其体积也越大


　　由于FPV飞行操作人员主要依靠摄像头、无线视频传输系统进行飞行操控判别，因此是否可以真实地体验飞行，摄像头和无线视频传输系统的质量相当重要。另外，摄像头和无线视频传输系统还决定了遥控飞机和FPV设备的安全，因为在进行FPV飞行时，遥控飞机通常是离开视距飞行，如果这个时候摄像头或无线视频传输系统发生故障，在肉眼无法看清遥控飞机的情况下，99%会发生坠机事故。


　　在摄像头方面，通常使用的是模拟采集方式，这样可以方便飞机上的无线视频传输系统传输信号。摄像头的主要参数有传感器类型（CCD或CMOS）、传感器面积、输出制式（PAL/NTSC）、供电电压等。


　　无线视频传输系统的主要参数有两个，一个是传输功率，一个是传输频率。传输功率决定了无线传输距离，传输距离大致为开阔无障碍处发射机（1mW）可传输1米，而0.7W的发射机无线传输距离约为700米。传输频率方面，主要分900MHz、1.2GHz、2.4GHz三段，每段又有若干频点，同一频段的发射机/接收机调至同一频点，在一定距离内，就能进行音/视频传输。


　　挑选技巧：选择摄像头大致遵循以下几点，感光元件最好选用CCD材质，这样可以获得较好的拍摄清晰度，并且拍摄宽容度较高，在强光或微光状态下，摄像头都可以完成正常拍摄。选择无线视频传输系统，并不是发射功率越大越好，大功率就意味着大辐射，并且要花费更多的金钱，最重要的是无线视频传输距离大于遥控飞机操控距离也是没有意义的，飞机都无法控制了，就算能看见图像又如何呢？而在无线视频传输系统的频率选择方面，要注意一点，为了避免频率干扰，无线视频传输频率最好和飞机遥控频率分开，如飞机遥控器为2.4GHz时可以选择1.2GHz 或5.8GHz的无线视频传输频率。

　　【传输天线】 参考价格：250元


自动跟踪定向天线可以实现以较小的功率远距离传输信号


　　无线设备的传输天线按传输角度主要分为全向天线和定向天线。全向天线的优点是可以进行360度的信号传输，因此无论设备在哪里都不用担心发生接收角度的问题，但是过于发散的传输方式减弱了传输功率，使得无线信号传输距离大幅度减小。而定向天线的优点是传输距离远，当输出功率一致的时候，定向天线的信号传输距离通常是全向天线的5到10倍，当然其缺点也显而易见，只要定向天线的传输角度和接收角度稍有偏差，信号衰减就非常严重。


　　挑选技巧：在低功率下保持远距离传输是最佳的无线传输状态，因此定向天线是用于进行无线传输的最佳选择。为了克服定向天线传输方向性的缺点，人们设计出了一种传输跟踪装置，地面上使用**以保证定向天线始终指向模型飞机，这样就确保了较低的输出功率，实现较远的信号传输距离。

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发烧翱翔装备

　　【头控云台】
　　参考价格：2000元（视频眼镜）+100元（摄像头控制云台）
视频眼镜和摄像头云台给FPV带来更真实的驾驶感受


　　头控云台使得原本固定在飞机上的摄像头可以随着头部移动而上下左右移动，这样使得FPV操控更加真实，玩家就仿佛置身于飞机驾驶舱内一样。头部传感器一般是安置在视频眼镜上，通过模型遥控器的教练口与遥控器连起来，头部转动的时候能够发出控制信号，控制飞机上面的云台跟着玩家的头转动。目前头控云台主要有地磁感应和红外感应两种，前者感应更为灵敏但售价较高。此外，要想体验头控云台，就必须使用视频眼镜。


　　【OSD】
　　参考价格：1500元
OSD让FPV飞行更加专业、真实


　　OSD（On Screen Display，屏幕菜单调节方式）是FPV界的崭新理念，这种灵感来自于真实飞行时的装置，可以将飞行所用的数据实时显示在飞行员的屏幕上，使得玩家在飞行的时候真正进入战斗机驾驶员才能进入的视觉世界。OSD飞行参数通常包括动力电池电压、电流、视频系统电压、耗电量、开机时间、起飞点距离、起飞点方向、返程导航、飞行速度、飞行高度、升降速率、飞行方向、飞行总里程、视线俯仰角度、飞机所在位置以及GPS搜索到的卫星数量等。


如何安装调试

　　准备好了所有飞行装置，接下来要做的就是把这些设备安装上遥控飞机。
步骤1：测试遥控飞机


　　进行FPV改造之前，要先对遥控飞机的各项飞行性能进行测试，保证各个遥控操作都可以正常完成。这个测试步骤非常重要，一是可以让操作者熟悉遥控飞机；二是可检验遥控飞机能否正常飞行，测试遥控稳定性，防止搭载FPV设备后出现飞行故障，导致昂贵的FPV设备损坏。在测试遥控飞机的时候，可以多尝试一些飞行动作，确保各个元件都能正常工作。


由于遥控飞行需要搭载昂贵的FPV设备，如果炸机，损失将非常严重


步骤2：安置无线视频传输系统
　　在遥控飞机通过飞行测试以后，要做的就是安置摄像头和无线视频传输系统了。


　　摄像头应尽量放置在飞机驾驶舱的位置，这样摄像头拍摄出来的画面更加贴近真实驾驶。要特别说明的是，如果是头控摄像头，由于附带了移动云台，在固定摄像头的时候要给摄像头四周留有足够的移动空间，防止摄像头在移动时被机身卡住。


　　还要注意摄像头的减震措施，遥控飞机采用螺旋桨推动，因此在飞行的时候机身存在震动，如果把摄像头直接固定在机身上，画面传输会非常不稳定，而且玩家从显示器上看到的画面会因为震动而显得模糊。因此在固定摄像头的时候，最好在固定位置垫上一层橡胶减震垫，用于减小机身给摄像头带来的震动。


摄像头的定位决定了FPV飞行的真实度


　　此外，在安装无线视频传输系统的时候要特别注意散热。由于无线视频传输系统功率较大且通常是连续不间断工作，因此在工作的时候会产生大量热量，如果把无线视频传输系统放置在遥控飞机狭小的机身内部，很容易造成系统过热，这时候无线视频传输系统会切断电源进行自我保护。


　　笔者就曾经遇到过一次这样的事故，在FPV飞行过程中显示器突然黑屏，而飞机又离开了笔者的目视范围，好在笔者的遥控飞机安装了一键回航功能，才避免了丢失飞机的事故。待回航后检查系统才发现，密封在遥控飞机泡沫机身内部的无线视频传输系统的金属外壳已经可以用“烫手”来形容了。最后，笔者把它挂载在机身的腹部外，利用飞机飞行时遇到的气流散热才避免了再次发生悲剧。


把无线视频传输系统固定在机身外可以获得良好的散热效果


步骤3：搭建地面接收站


　　地面接收站的主要元件包括定向天线、无线视频传输系统接收器、显示器（头戴显示器）。这3 者间的连接也较为简单，把无线视频传输系统的全向天线拔出，接入定向天线的馈线，然后将显示器的AV输入线缆插入无线视频传输系统的AV输出（黄色）插孔即可。
为了使地面接收站有良好的接收环境，通常把它们固定在三脚架上

飞之梦

步骤4：电源系统配置要合理


　　不管是遥控舵机（这里的舵机是指遥控飞机的接收器，它接收遥控器的遥控信号把它转换成飞机机械动作），还是无线视频发射器，都要消耗电能，因此前文提到，尽量给遥控飞机的载重空间留有一些余量，就是为了安装副电池。


　　笔者见到很多FPV玩家把遥控飞机的舵机、螺旋桨马达和无线视频发射器等电子设备共同接入遥控飞机唯一的一块电池组中，这是万万不可取的，遥控飞机的舵机和螺旋桨马达一定要进行单独供电。这是因为遥控飞机不同于其他遥控设备，当其他遥控设备电池耗尽的时候可以停止工作、原地待命，而遥控飞机一旦电池耗尽就会发生坠机事故。


　　在笔者FPV飞行初期，为图省事直接将遥控飞机的舵机和螺旋桨马达与无线视频发射器并联到一块电池组上使用，以为遥控飞机自带的电池电量报警功能会在电池耗尽前发出警报，提醒回航。可真正飞行的时候并非如此，由于电量报警功能主要设计给舵机使用，因此当电压很低的时候才会报警，而无线视频发射器是一个耗电大户，当电量报警的时候，电池被瞬间耗尽，而没有留有足够的回航时间，造成飞机瞬间失控下坠。好在笔者比较幸运，飞机坠落在灌木丛中，虽然机身受损，但机上设备没有大碍。之后的飞行，笔者给无线视频发射器单独配备了一块电池，就算发射器电池耗尽也不会影响到遥控飞机操控，如果在目视范围外，可以使用一键回航功能安全返航（在目视距离内也可手动返航），保证了遥控飞机的飞行安全。


遥控舵机采用单独供电方式，保证飞行安全


无线摄像头发射器采用独立电源供电，确保不会影响飞行安全


步骤5：接入OSD器材
　　由于目前OSD器材采用的都是模块化设计，因此在连接上基本没有什么困难，只要根据OSD主板上的接口提示，插入对应的各类模块（如GPS、电压、温度），OSD即可正常工作。最后把OSD输出口接入无线发射器即可。当然，如果要使用OSD的自动返航和航点控制功能，则要将其接到副翼和俯仰系统，以便控制舵机。


模块化设计的OSD使得连接非常容易


步骤6：重心调整
　　由于挂载了FPV设备，遥控飞机的重心肯定会发生偏移，最后一步要做的就是进行飞机的重心调整，确保飞机正常起飞。调校的标准以飞机平放地面重心落在3点起落架中间为宜，实际飞行的时候，平飞状态下，放开遥控器操纵杆，遥控飞机不会出现偏航的情况。
一飞冲天


　　完成以上一系列安装和调试后，接下来要做的就是放飞我们儿时的梦想了。当然，和其他遥控飞行一样，由于飞行安全的原因，尽量把飞行场地定在郊外空旷且人烟稀少的地方，这不但是给遥控设备和无线视频传输设备提供一个纯净的无线传输环境，也能防止飞机在失控的时候造成人员伤害。


　　在飞行前，首先对飞机的遥控设备进行检查，确保各舵机可以良好运作，然后再打开无线视频传输系统，查看其工作状态。最后要做的就是检查电池电量、设备固定的情况。


　　一切准备就绪，推开遥控器油门摇杆，看着我们的飞机带着我们儿时的梦想直冲云霄吧！


　　提示：第一次FPV飞行，应尽量让飞机保持在肉眼可以看见的地方，这样如果FPV设备发生故障，还可使用肉眼引导飞机返航，在经过多次飞行测试后再进行超视距飞行。


玩法一：四五个好友可利用郊外野营的假期，使用FPV飞机展翅翱翔
玩法二：将FPV系统移植到直升机上，可实现高空拍摄、监控
玩法三：两架FPV飞机之间可以互相追逐竞技

gdmmyxlpelgc

顶:em26:

jxm518

:em15: :em15: 写这么多

乐达

写的这些非常好！顶！！！

seibu

我承认，我压根儿没看完，就看了前面几行，太多字了:em17:

智能麻雀

有钱人的玩具.有钱人的游戏.

tianxiaode

:em16: 写论文啊？

汶川热带鱼

写的很详细，如果有图片将是很好的教材了:em26:

jason_cx

字太大、太多，没法看:em15:

momo

好文章，顶一下

bhl大蜻蜓

好:em26:

jiasai

文采不错 ~ 在论坛里找几个图片 可以发杂志了~

lyf8894404

顶顶

jason_cx

离屏幕老远看完了:em15:

头传目前有两种，地磁和陀螺仪，好像没有红外的吧

d2008

太长了，再看下去要睡着:em15:

htllj

好帖，顶:em26:

ylz21735

这贴确实不错，应该顶！！！:em26: