DIY无人机,“高大上”看常州.DOC

DIY无人机,“高大上”看常州 ? 图：虞岭和他的团队所拥有的无人机。 《爸爸去哪儿》第一季中的“玩具飞机”一定给大家留下了深刻的印象。在孩童的天真眼光中，这就是一架会飞的模型飞机，而在成人世界的定义里，我们管它叫航拍无人机。在常州也有这么一支专门制作无人机的团队，从2013年他们制作出第一台无人飞机起，短短一年多时间，历经了无人机行业的颠覆性发展。 DIY无人机，是门技术活 从1.0版到3.0版，他折腾了近半年 2013年的第八届花博会，全常州共襄盛举。很少有人注意到，有2台小小的无人机也在高空盘旋着，发挥着它重要的拍摄作用。无人机的制作者虞岭，来自常州报业传媒集团视觉设计中心。2013年3月份，他接到的任务是，让读者能从各个角度“看”花博。但当时花博会场地周围没有制高点，如何从几百米高空展示“蝶恋花”等鸟瞰实景，成了最大的难题。这时，机电一体化专业出身的他想到了自制一台航拍用的无人机。 2013年4月，经过几个星期的捣腾，他自制的第一版“多旋翼飞机”诞生了。“起落架是用菜篓和衣架凑合搭建的，飞行控制系统各种电气元件靠手工焊接，裸露的电线密密麻麻，样貌丑陋。而且它带不动大相机，只能用GoPro运动摄像头拍，可控范围仅三四百米，飞机安全性和稳定度等性能都比较差。”虞岭说，虽然勉强可飞可拍，但这台玩具级的“航模”显然远远达不到“无人机”的要求。 之后的几个月，各种渠道得来的电子零件和飞机材料逐渐堆满了他家的书房，他的业余时间几乎都花在了飞机上面，潜心研究了2.0版、3.0版……2013年8月，反复试飞后他终于制作出了理想的2架多旋翼无人机，这两架无人机可视化控制距离更远，还能搭载轻型准专业照相机，全自动完成由GPS卫星导航的起降飞行航线。 如今制作一台无人机，只需要一周时间 “最初，材料真不容易找，都是从市场上淘的，觉得哪个能用，就自己配。全部的模块都是自己组装调试，碳纤维材料买回来自己画图找人切、无刷电机漆包线都自己绕过。由于纯手工制作，所以成品也比较粗糙。在每次的试飞过程中，我根据飞行记录数据，调整飞控模块、传感器模块、动力系统、云台系统等等参数。当年一块三轴无刷电机的控制板，俄罗斯版固件就有好多个，一遍又一遍地调试，做一架飞机，时间和精力的投入是巨大的。”虞岭说。 “但就在这短短的一年多时间里，我目睹了无人机行业的迅猛发展。现在可以买到的现成配件越来越多，淘宝网上已经可以购买到整机，模块趋于傻瓜型，制作和操作也越来越简便。以前需要多重复杂程序来实现的动作，现在只要下载一个APP，就可以用手机、平板等无线终端来轻易实现。” 他粗略估算，如今想要制作一架功能简单的无人机，从购买材料到组装调试完毕，仅需1周左右的时间。 图：虞岭和他的团队所拥有的无人机。 玩无人机，也是门技术活 先来看看无人机的构造 对于一台多旋翼无人机来说，最核心的两个部分是控制系统和动力系统。控制系统是整个无人机的“大脑”，由智能主控、GPS、指南针、osd、数据记录、控制接收、图像传输等等集成模块组成，动力系统由电池、无刷电机、电调、螺旋桨等组成，再加上碳纤维或铝合金等轻材料制作的机架，一架最基础的无人机就成形了。 而执行航拍任务的无人机，还需有控制监视用的地面站系统。地面站主要由监视器、控制信号发射和接收模块组合构成。对于复杂的拍摄任务，一架飞机通常配有两个遥控，一个控制飞机，一个控制云台。遥控信号通过遥控发射器无线传输到飞机上，控制飞行和相机的拍摄动作，飞机上的图像传输系统再把飞机受控参数和摄像机或机载监控头的画面叠加，反馈到地面监视器上进行实时监控。选什么样的遥控器、屏幕、配哪个波段、功率的信号接收机都有讲究，这也是在连续的测试中调整的。 达到“飞手”水准，至少修炼3个月 “现在，技术资料和飞机配件都非常普及了，有一定电子基础的爱好者，做一台仅需飞着玩的多旋翼并不复杂，花几千元就能做出来。但是，要想让飞机安全稳定地执行各种任务，就不那么容易了。”虞岭介绍说。 “几公斤的飞机在天上飞，安全是第一位的。”航拍安全，首先取决于“飞手”的专业程度，也就是无人机驾驶员的操控熟练程度和飞机维护知识。达到“飞手”的水准，至少要连续练习3个月以上。一名自学成功的“飞手”，都是无数无人机的残骸“成就”的。 其次，执行视频拍摄任务，光飞得好还不够，还需“飞手”熟悉镜头语言，有一定的摄影知识。除了有颗“文艺心”，还得是个“技术宅” 图：第一架菜篓衣架无人机。 　　 另外，对飞机的技术改造也并不容易。“比如说制作云台控制系统，特别是用于拍摄视频的云台，需要三轴向的绝对稳定度。先要根据飞机和相机的结构要求进行机械设计，还要购买合适的无刷电机、陀螺仪控制板电路自己刷程序、精心调试，否则难以保证飞行颠簸中的顺滑操控和画面稳定性。” “现在市面上能购买到的商品航拍机，拍摄效果已相当