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第一人稱操控設(shè)備在航模上的運(yùn)用
第一人稱操控又稱FPV（First Person View）
或RPV（RemotePerson View）,緣自無線視頻監(jiān)控技術(shù)。FPV是國外最新流行起來的一種另類駕駛體驗(yàn),，駕駛者通過觀看遠(yuǎn)程模型攝像頭傳回的實(shí)時(shí)影像進(jìn)行操控,，甚至起飛降落全過程不須看模型一眼，象開真飛機(jī)一樣,，給玩家?guī)矸浅Ｕ鎸?shí)的虛擬駕駛感受,。美國影片中經(jīng)常出現(xiàn)此類鏡頭，圖1圖2中的設(shè)備就能組成一套《小鬼當(dāng)家》中出現(xiàn)過的超視距遙控車,。
圖1
圖2
典型的FPV設(shè)備由攝像頭,，發(fā)射機(jī)，接受機(jī),，顯示屏及電池構(gòu)成,，國外成品套材如FPV200由視頻AV輸出線，高靈敏2.4G接收機(jī),， 200mW2.4G發(fā)射器,，電池,，攝像頭等組成。圖3
圖3
圖4是另一套1.2G500mW的設(shè)備
圖4
有些如10~50mW小發(fā)射功率的往往把攝像和發(fā)射模塊做為一體,，模型端更為小巧但視頻傳輸距離更近,。
攝像頭是駕駛者在飛機(jī)上的眼睛，負(fù)責(zé)將視覺影像變?yōu)橐曨l信號傳給發(fā)射機(jī),，主要參數(shù)有傳感器類型（ccd/cmos）,，感光元件尺寸（1/4``或1/3``），制式（PAL/NTSC）,，最低照度（Lux）,，電源要求，功耗,，水平清晰度, 信噪比,，尺寸凈重等圖5，6,，7,，8，9,，10
圖5
圖6
圖7
圖8
圖9
圖10
圖10是為了減重外殼拆去后的攝像頭,，另外大多數(shù)攝像頭是不帶音頻采集的，可以自行選用音頻采集部件圖11,，就能聽到發(fā)動(dòng)機(jī)的聲音和風(fēng)的聲音了,。
圖11
選擇攝像頭大致遵循以下幾點(diǎn)，感光元件最好選用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,，制式要和視頻監(jiān)控端所支持的制式相匹配。
發(fā)射接收設(shè)備負(fù)責(zé)將視頻信號遠(yuǎn)距離傳輸,，建議選用小型發(fā)射器,，圖12,13,14,15分別是10mW，200mW,、500mW和1000mW的小型發(fā)射器,，
圖12
圖13
圖14
圖15
圖16，17,，18是接收機(jī),，參數(shù)主要有2個(gè)，功率和頻段，功率從10mW到3W不等,，頻率分900MHz,，1.2GHz，2.4GHz三段,，每段又有若干頻點(diǎn),，同一頻段的發(fā)射機(jī)接收機(jī)調(diào)至同一頻點(diǎn)，在一定距離內(nèi),，就能進(jìn)行視頻音頻傳輸
圖16
圖17
圖18
顯示器可以采用任何帶VIDEO IN（視頻輸入）功能的顯示器如電視機(jī),、車載顯示器、mp4或視頻眼鏡,，用信號線將接收機(jī)輸出的視頻圖像信號直接接到AV輸入端子的VIDEO IN端子即可在視頻顯示器上顯示清晰穩(wěn)定的圖像,，也能通過視頻轉(zhuǎn)換卡輸入到VGA顯示器如筆記本。需要注意的是制式問題,，有PAL和NTSC之分,，也有全制式的，但不管怎樣應(yīng)與攝像頭制式相匹配,。視頻眼鏡圖19,，20非常適合在戶外強(qiáng)光下使用，如果配合后文提到的頭部追蹤器更是如虎添翼,。
圖19
圖20
Head tracker頭部運(yùn)動(dòng)感應(yīng)器圖21圖22是FPV的又一項(xiàng)厲器,，體驗(yàn)實(shí)時(shí)的3D視角，只需移動(dòng)頭部就可以控制攝像頭俯仰偏航角度,。它的原理是測量Head Tracker和地磁場的相對偏角,，一旦發(fā)現(xiàn)有相對位移，就形成一串PPM信號通過教練口發(fā)射給模型,，驅(qū)動(dòng)攝像頭的俯仰偏航舵機(jī)。此外紅外感應(yīng)的head tracker也即將上市,。
圖21
圖22
安裝方式是感應(yīng)塊固定在視頻眼鏡或帽子上,，另一端接遙控設(shè)備，例如圖21,，圖22中的方口接FUTABA遙控器教練口,。初始化時(shí)須通過內(nèi)部“嗶嗶”聲判斷是否對準(zhǔn)地磁北極，具體操作可參閱廠方說明,。
攝像頭的俯仰偏航可以非常簡易地用兩個(gè)舵機(jī)實(shí)現(xiàn)圖23,，占用遙控設(shè)備兩通道，
圖23
此系統(tǒng)稱為pan&tilt系統(tǒng)即偏航俯仰系統(tǒng),，可進(jìn)一步改裝成極限角度更大如180°的伺服機(jī)構(gòu),，可看到機(jī)尾，實(shí)現(xiàn)360°全方位視角,。
Head tracker加上pan&tilt系統(tǒng)彌補(bǔ)了微型攝像機(jī)視角不足問題,，配合視頻眼鏡能使駕駛者更大角度,、更自由地觀察周圍的一切，而不用改變航向,，另一大好處可以監(jiān)視飛機(jī)自身狀況,，例如觀察某些雙側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況，它可以說是駕駛員的脖子,，沒了它雖然也能開,，但就好比脖子上綁了個(gè)石膏在開飛機(jī)。
FPV電源分機(jī)上電源和地面電源兩部分,，機(jī)上發(fā)射機(jī)和攝像頭一般共用DC12V或DC5V,，盡量不要和機(jī)上動(dòng)力遙控設(shè)備共用，以免干擾,，可選擇鋰電或鎳氫鎳鎘,。地面接收機(jī)和顯示器可以用DC12V的多種電源。
FPV只是打開了一扇窗,，人們已經(jīng)迫不及待地把真飛機(jī)上的很多功能搬上了天,，筆者見過用小的真空壓力表和指南球做的高度計(jì)水平儀儀表盤，小巧實(shí)用,，平添許多樂趣,。FPV也可以進(jìn)行航拍，但建議利用直升機(jī)和可遙控云臺的DV設(shè)備更好地拍攝,。因?yàn)?/font>FPV主要是用來駕駛的,，成像再好與DV的拍攝效果還是有很大差距。圖24
圖24
FPV理論上可以裝在任何機(jī)型上,，取決于飛機(jī)大小和FPV設(shè)備大小,，如果遙控設(shè)備是2.4G的話，建議不要使用2.4G頻段的發(fā)射接收機(jī),，可能會形成干擾,。另外在我國手機(jī)使用GSM900MHz頻段，所以900MHz最好也要回避,。傳輸距離大致為開闊無障礙處發(fā)射機(jī)1mW≈1米,，例如0.7W的發(fā)射機(jī)大約700米，但這也不是絕對的,，與環(huán)境復(fù)雜程度有關(guān),。另外有時(shí)只要改變一下天線的角度或位置就能很好地改善傳輸質(zhì)量，這對于運(yùn)動(dòng)速度不是很大但位置頻繁變換的飛機(jī)來說是個(gè)好消息,。當(dāng)然要改善傳輸距離和質(zhì)量也是可以的,，比如通過加裝高增益定向天線圖25、多目天線圖26或做成圖27的雙接收增強(qiáng)裝置達(dá)到提高傳輸距離的目的。但不能一味追求高增益,，要選擇適合本頻段的增益方式,，適合模型運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的增益方式，并將模型控制在有效增益區(qū)內(nèi),，不然會起適得其反的作用,。
圖25
圖26
圖27
FPV在飛機(jī)上安裝很方便，安裝時(shí)將天線垂直地面,，發(fā)射機(jī)做好散熱通風(fēng),，盡量安置在重心處，不要靠振動(dòng)源也不要與機(jī)上其他大電流的電子設(shè)備距離太近,，圖28圖29是一架國外FPV機(jī)型
圖28
圖29
透明座艙蓋有效降低風(fēng)阻并保護(hù)設(shè)備增加玲瓏感,。
圖30的安裝就比圖31好多了
圖30
圖31
FPV的玩法可謂豐富多彩，想像一下操縱模型飛機(jī)出入云端與百鳥齊飛的感覺,；或讓飛機(jī)穿梭于樹梢間,，貼地飛行的快感；或是晚上飛行,，萬家燈火的感覺,；甚或進(jìn)行空戰(zhàn)，壯志凌云的感覺,?？傊痪湓挘?/font>FPV將帶你走入令人驚異的真實(shí)和臨場感觀世界,。當(dāng)然,，這里提醒下，在歐美某些國家是禁止模型在城市街道和高樓群中飛行的,，因?yàn)榭紤]模型可能會分散行車者注意力造成事故,也不應(yīng)將模型飛得太高,，威脅民航安全。
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