转帖：FPV系统介绍

wjdbj · 发表于 2011-12-26 09:37

首先感谢mx牛模王同学得分享帖
传送门不太方便，我给这篇文章搬过来了，原文如下：

第一人称操控设备在航模上的运用

第一人称操控又称FPV（First Person View）
或RPV（RemotePerson View）,缘自无线视频监控技术。FPV是国外最新流行起来的一种另类驾驶体验，驾驶者通过观看远程模型摄像头传回的实时影像进行操控，甚至起飞降落全过程不须看模型一眼，象开真飞机一样，给玩家带来非常真实的虚拟驾驶感受。美国影片中经常出现此类镜头，图1图2中的设备就能组成一套《小鬼当家》中出现过的超视距遥控车。

图1

图2

典型的FPV设备由摄像头，发射机，接受机，显示屏及电池构成，国外成品套材如FPV200由视频AV输出线，高灵敏2.4G接收机， 200mW2.4G发射器，电池，摄像头等組成。图3

图3

图4是另一套1.2G500mW的设备

图4

有些如10~50mW小发射功率的往往把摄像和发射模块做为一体，模型端更为小巧但视频传输距离更近。
摄像头是驾驶者在飞机上的眼睛，负责将视觉影像变为视频信号传给发射机，主要参数有传感器类型（ccd/cmos），感光元件尺寸（1/4``或1/3``），制式（PAL/NTSC），最低照度（Lux），电源要求，功耗，水平清晰度, 信噪比，尺寸净重等图5，6，7，8，9，10

图5

图6

图7

图8

图9

图10

图10是为了减重外壳拆去后的摄像头，另外大多数摄像头是不带音频采集的，可以自行选用音频采集部件图11，就能听到发动机的声音和风的声音了。

图11

选择摄像头大致遵循以下几点，感光元件最好选用ccd的，1/3’’比1/4’’要好，最低照度要低，信噪比要高，水平清晰度要高，制式要和视频监控端所支持的制式相匹配。
发射接收设备负责将视频信号远距离传输，建议选用小型发射器，图12,13,14,15分别是10mW，200mW、500mW和1000mW的小型发射器，

图12

图13

图14

图15

图16，17，18是接收机，参数主要有2个，功率和频段，功率从10mW到3W不等，频率分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，就能进行视频音频传输

图16

图17

图18

显示器可以采用任何带VIDEO IN（视频输入）功能的显示器如电视机、车载显示器、mp4或视频眼镜，用信号线将接收机输出的视频图像信号直接接到AV输入端子的VIDEO IN端子即可在视频显示器上显示清晰稳定的图像，也能通过视频转换卡输入到VGA显示器如笔记本。需要注意的是制式问题，有PAL和NTSC之分，也有全制式的，但不管怎样应与摄像头制式相匹配。视频眼镜图19，20非常适合在户外强光下使用，如果配合后文提到的头部**更是如虎添翼。

图19

图20

Head tracker头部运动感应器图21图22是FPV的又一项厉器，体验实时的3D视角，只需移动头部就可以控制摄像头俯仰偏航角度。它的原理是测量Head Tracker和地磁场的相对偏角，一旦发现有相对位移，就形成一串PPM信号通过教练口发射给模型，驱动摄像头的俯仰偏航舵机。此外红外感应的head tracker也即将上市。

图21

图22

安装方式是感应块固定在视频眼镜或帽子上，另一端接遥控设备，例如图21，图22中的方口接FUTABA遥控器教练口。初始化时须通过内部“哔哔”声判断是否对准地磁北极，具体操作可参阅厂方说明。
摄像头的俯仰偏航可以非常简易地用两个舵机实现图23，占用遥控设备两通道，

图23

此系统称为pan&tilt系统即偏航俯仰系统，可进一步改装成极限角度更大如180°的伺服机构，可看到机尾，实现360°全方位视角。
Head tracker加上pan&tilt系统弥补了微型摄像机视角不足问题，配合视频眼镜能使驾驶者更大角度、更自由地观察周围的一切，而不用改变航向，另一大好处可以监视飞机自身状况，例如观察某些双侧发动机的运行情况，它可以说是驾驶员的脖子，没了它虽然也能开，但就好比脖子上绑了个石膏在开飞机。
FPV电源分机上电源和地面电源两部分，机上发射机和摄像头一般共用DC12V或DC5V，尽量不要和机上动力遥控设备共用，以免干扰，可选择锂电或镍氢镍镉。地面接收机和显示器可以用DC12V的多种电源。
FPV只是打开了一扇窗，人们已经迫不及待地把真飞机上的很多功能搬上了天，笔者见过用小的真空压力表和指南球做的高度计水平仪仪表盘，小巧实用，平添许多乐趣。FPV也可以进行航拍，但建议利用直升机和可遥控云台的DV设备更好地拍摄。因为FPV主要是用来驾驶的，成像再好与DV的拍摄效果还是有很大差距。图24

wjdbj · 发表于 2011-12-26 09:37

图24

FPV理论上可以装在任何机型上，取决于飞机大小和FPV设备大小，如果遥控设备是2.4G的话，建议不要使用2.4G频段的发射接收机，可能会形成干扰。另外在我国手机使用GSM900MHz频段，所以900MHz最好也要回避。传输距离大致为开阔无障碍处发射机1mW≈1米，例如0.7W的发射机大约700米，但这也不是绝对的，与环境复杂程度有关。另外有时只要改变一下天线的角度或位置就能很好地改善传输质量，这对于运动速度不是很大但位置频繁变换的飞机来说是个好消息。当然要改善传输距离和质量也是可以的，比如通过加装高增益定向天线图25、多目天线图26或做成图27的双接收增强装置达到提高传输距离的目的。但不能一味追求高增益，要选择适合本频段的增益方式，适合模型运动特点的增益方式，并将模型控制在有效增益区内，不然会起适得其反的作用。

图25

图26

图27

FPV在飞机上安装很方便，安装时将天线垂直地面，发射机做好散热通风，尽量安置在重心处，不要靠振动源也不要与机上其他大电流的电子设备距离太近，图28图29是一架国外FPV机型

图28

图29

透明座舱盖有效降低风阻并保护设备增加玲珑感。
图30的安装就比图31好多了

图30

图31

FPV的玩法可谓丰富多彩，想像一下操纵模型飞机出入云端与百鸟齐飞的感觉；或让飞机穿梭于树梢间，贴地飞行的快感；或是晚上飞行，万家灯火的感觉；甚或进行空战，壮志凌云的感觉。总之一句话，FPV将带你走入令人惊异的真实和临场感观世界。当然，这里提醒下，在欧美某些国家是禁止模型在城市街道和高楼群中飞行的，因为考虑模型可能会分散行车者注意力造成事故,也不应将模型飞得太高，威胁民航安全。