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,就是把相机放在无人机上,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无人机航拍的滋味——把相机放在大疆创新推出的F550六轴无人机上进行拍摄。
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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!
大疆F550风火轮六轴飞行器套装,包含一个六轴机架,对应的六组无人机电机/无人机电调,以及最为重要的无人机飞控系统(NAZA-M、GPS模块)。用户配上合适的无人机遥控器、接收器以及无人机电池就可以进行飞行了。
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。
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,集成了非常多的无人机传感器、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)
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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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!
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。
●大疆F550六轴飞行器细节介绍
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。
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。
大疆推出的各种产品,从无人机飞控系统、机架再到电机电调甚至无人机螺旋桨,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无人机所搭配的电机,2212/920KV的规格,可以使用3S或4S无人机锂聚电池。
无人机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。
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。
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。
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。
大疆F550无人机中心板与机臂之间,通过上4颗、下2颗内六角螺丝进行固定。
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。
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。
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?
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。
捆绑在机臂上的是NAZA-M的多功能模块,用于为NAZA-M提供无人机电源,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。
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。
●使用大疆F550搭载相机进行试拍
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。
开启遥控器,把电池与机架连接起来。
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。
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。
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。
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。
飞完一个起落,拆下相机,我们飞到水面上玩玩。
后记:
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。
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5000/100050=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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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。
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。无人机评测