這篇文章來源于DevicePlus.com英語網(wǎng)站的翻譯稿。

本文是我們Raspberry Pi四軸飛行器系列的最后一部分。有關(guān)本教程的其他部分，請(qǐng)參考《DIYRaspberry Pi無人機(jī)：機(jī)械構(gòu)造–第1部分》 和 《DIYRaspberry Pi無人機(jī)第2部分-Naza-M Lite指南》。在本教程中，我們會(huì)指導(dǎo)您如何設(shè)置FPV。成功設(shè)置后，四軸飛行器的實(shí)時(shí)視頻流通過Wifi從Raspberry Pi傳輸?shù)揭苿?dòng)設(shè)備上。本教程需要用到安卓手機(jī)，因此請(qǐng)準(zhǔn)備一部可用的手機(jī)。我們還將為無人機(jī)安裝螺旋槳，并在文章末尾提供一個(gè)飛行前檢查清單，以確保飛行的安全成功。

飛行測試視頻：

航拍視頻（四軸飛行器拍攝）：

硬件

第1部分組裝的四軸飛行器

第1部分中的螺旋槳

安卓手機(jī)

MicroB USB 數(shù)據(jù)線

軟件

Naza-M Lite Assistant (點(diǎn)擊此處下載)

Github

工具

包含螺旋槳擰緊器的DJI Flamewheel 450套件

運(yùn)行Windows系統(tǒng)的電腦

設(shè)置安卓手機(jī)完成 FPV

第1步：選擇Raspberry Pi的FPV實(shí)現(xiàn)方式

無人機(jī)上Raspberry Pi的視頻通過WiFi熱點(diǎn)發(fā)送到Android手機(jī)。目前，我只總結(jié)了如何在Android手機(jī)上設(shè)置FPV視頻流。承載WiFi熱點(diǎn)的方式有三種：

手機(jī)和四軸飛行器都連至地面路由器

您可以使用發(fā)射功率較大的WiFi路由器，這意味著信號(hào)覆蓋的范圍更大。然而，該方案最大的缺點(diǎn)是，飛行時(shí)您得帶著這個(gè)路由器，并且路由器還得需要單獨(dú)電源，這又增加了飛行時(shí)必須攜帶的裝備數(shù)量。

手機(jī)連至Raspberry Pi上承載的WiFi熱點(diǎn)

該解決方案似乎很理想，因?yàn)樗梢耘c任何觀察設(shè)備一起工作，不管是否能夠承載WiFi熱點(diǎn)。然而，根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)，這種方法的缺點(diǎn)是很難在WiFi無線網(wǎng)卡上啟用接入點(diǎn)（Access Point）模式。

Raspberry Pi連至手機(jī)承載的WiFi熱點(diǎn)

手機(jī)上的WiFi熱點(diǎn)不需要WiFi路由器和額外的電源，確定WiFi熱點(diǎn)變得非常容易。大多數(shù)安卓手機(jī)都可以在幾分鐘內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)WiFi熱點(diǎn)。

第2步：在安卓手機(jī)上設(shè)置WiFi熱點(diǎn)

示例中使用的是運(yùn)行Android 6.0.1的Nexus 5手機(jī)。其實(shí)，系統(tǒng)是Android 2.2及以上版本的任何手機(jī)（現(xiàn)在的所有手機(jī)幾乎都是）都應(yīng)支持WiFi熱點(diǎn)功能。

注：根據(jù)手機(jī)制造商的不同，下文顯示的具體步驟菜單可能會(huì)有所不同。

要設(shè)置WiFi熱點(diǎn)，請(qǐng)先打開設(shè)置應(yīng)用程序。您應(yīng)該會(huì)看到與下圖類似的菜單。

圖1.安卓設(shè)置菜單

在Wireless & networks（無線和網(wǎng)絡(luò)）菜單下，單擊More（更多）選項(xiàng)。同樣，您應(yīng)該會(huì)看到與下圖類似的菜單。

圖2.網(wǎng)絡(luò)設(shè)置

進(jìn)入Tethering & portable hotspot（網(wǎng)絡(luò)共享和便攜式熱點(diǎn)） 菜單，您會(huì)看到以下選項(xiàng)。在此菜單中，單擊Setup Wi-Fi hotspot（設(shè)置Wi-Fi熱點(diǎn)），開始配置WiFi熱點(diǎn)。

圖3.熱點(diǎn)菜單

現(xiàn)在，我們填寫相應(yīng)的字段來配置手機(jī)WiFi網(wǎng)絡(luò)的名稱、安全性和頻段。名稱請(qǐng)自行定義。

為了確保網(wǎng)絡(luò)只讓我們的無人機(jī)和自己訪問，我們將安全性 設(shè)置為“WPA2 PSK”，將密碼設(shè)置為“deviceplus”。

最后一個(gè)字段Select AP Band（選擇AP頻段）非常重要。該字段指定WiFi熱點(diǎn)使用的頻段。我們有兩種選擇：2.4 GHz頻段和5 GHz頻段。我們應(yīng)使用5 GHz頻段，這一點(diǎn)非常重要。這是因?yàn)槲覀兊腞C接收器（本系列教程第1部分安裝的設(shè)備）用的就是2.4 GHz頻段，如果在同一頻段上同時(shí)運(yùn)行熱點(diǎn)和RC接收器會(huì)增加相互干擾的機(jī)率，從而使您失去對(duì)無人機(jī)的控制。

圖4.WiFi熱點(diǎn)配置

所有字段輸入完成后，單擊 SAVE，WiFi熱點(diǎn)配置完成！現(xiàn)在，只要點(diǎn)擊Portable Wi-Fi 熱點(diǎn)右側(cè)的滑塊（請(qǐng)參見圖2），就可以啟用該熱點(diǎn)。

第3步：安裝Raspberry Pi Camera Viewer應(yīng)用程序

我們還需要一個(gè)特殊的應(yīng)用程序來從相機(jī)傳入手機(jī)的視頻流顯示出來。本文中使用的應(yīng)用程序是RaspberryPi Camera Viewer。請(qǐng)從以下網(wǎng)址（Google Play商店）下載該應(yīng)用程序并將其安裝到您的手機(jī)上：https://play.google.com/store/apps/details?id=pl.effisoft.rpicamviewer2。

圖5.Google Play上的RaspberryPi Camera Viewer

第4步：設(shè)置Raspberry Pi Camera Viewer應(yīng)用程序

手機(jī)上安裝Raspberry Pi Camera Viewer之后，就要設(shè)置該應(yīng)用程序了。首次啟動(dòng)該應(yīng)用程序后，您會(huì)看到一個(gè)近乎空白的界面，如下圖所示。

圖6.首次打開live streaming程序

開始根據(jù)我們的需求設(shè)置該應(yīng)用程序，請(qǐng)單擊右上角附近的（+）按鈕。通過此按鈕我們可以創(chuàng)建一個(gè)新的配置文件。單擊該按鈕，系統(tǒng)會(huì)彈出一個(gè)通道編輯菜單。

圖7.默認(rèn)的通道編輯接口

我們需要更改許多選項(xiàng)。首先，請(qǐng)勾選Enable advanced mode旁邊的復(fù)選框以訪問更多設(shè)置。然后將名稱更改為QuadcopterFPV或類似的描述性名稱?，F(xiàn)在，我們必須進(jìn)行最重要的一個(gè)設(shè)置——通道描述。通道描述的作用是告訴應(yīng)用程序如何對(duì)傳入的視頻流進(jìn)行解碼（如果您想了解更多信息，請(qǐng)參閱GStreamerPipeline）。

請(qǐng)將包含以下內(nèi)容的字段：

tcpclientsrc host=0.0.0.0 port=5000 ! gdpdepay ! rtph264depay ! avdec_h264 ! videoconvert ! autovideosink sync=false

替換為：

udpsrc port=9000 ! gdpdepay ! rtph264depay ! avdec_h264 ! videoconvert ! autovideosink sync=false

這兩個(gè)通道描述之間的唯一區(qū)別是我們的新通道描述用的是UDP而不是TCP。我們使用UDP是因?yàn)槠湟曨l延遲較少，且視頻流可以更好地處理丟幀或信息丟失狀況。

我們必須配置的最后一個(gè)選項(xiàng)是Enable application extra features。請(qǐng)勾選該選項(xiàng)旁邊的復(fù)選框。這能夠讓我們在飛行過程中對(duì)視頻畫面截圖，這很有用。

圖8.最終設(shè)置

調(diào)整所有設(shè)置后，滾動(dòng)至應(yīng)用程序底部，然后單擊SAVE按鈕即可保存所有更改。在接下來的步驟中，我們將設(shè)置Raspberry Pi鏈接至熱點(diǎn)，用于攝像頭以及傳輸視頻等功能。

為FPV設(shè)置Raspberry Pi

為了簡化Raspberry Pi的配置，我創(chuàng)建了一個(gè)Raspbian鏡像，可以輕松為FPV安裝Raspberry Pi。您可以在此處下載我自定義的最新版Raspbian鏡像：https://github.com/brenton311/drone-files/releases/download/v0.1/image.zip。

要安裝此鏡像，您必須解先提取zip文件，然后按照Raspberry Pi上最新的操作系統(tǒng)說明進(jìn)行操作：https://www.raspberrypi.org/documentation/installation/installing-images/。

安裝完成后，裝上電池，Raspberry Pi就會(huì)將視頻流傳輸?shù)绞謾C(jī)上（Raspberry Pi大約需要40秒鐘才能完成啟動(dòng)，因此視頻不會(huì)立即顯示在屏幕上）。

試飛/如何飛行無人機(jī)

第1步：學(xué)習(xí)每個(gè)控制桿和開關(guān)的用途

圖9.發(fā)射器上標(biāo)記出的相關(guān)聯(lián)的控制桿

油門（控制桿1：垂直軸）
油門控制電機(jī)的速度。油門越大，電機(jī)旋轉(zhuǎn)越快；油門越低，電機(jī)旋轉(zhuǎn)越慢。通常，油門從零加到一半時(shí)，四軸飛行器會(huì)懸停在空中（不向上或向下移動(dòng)）。油門低于50%時(shí)，飛行器會(huì)下降；油門高于50%時(shí)，飛行器會(huì)上升。

方向舵/偏航桿（控制桿1：水平軸）
方向舵桿控制四軸飛行器在偏航軸中旋轉(zhuǎn)的速率。當(dāng)方向舵桿在中心時(shí)，四軸飛行器不會(huì)旋轉(zhuǎn)。方向舵桿向右，四軸飛行器將順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；方向舵桿向左，四軸飛行器將逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

升降舵/俯仰桿（控制桿2：垂直軸）
升降舵桿控制四軸飛行器沿俯仰軸偏轉(zhuǎn)的角度。將升降舵桿推離自己，無人機(jī)會(huì)向前傾斜；將升降舵桿拉近自己，無人機(jī)會(huì)向后傾斜。

副翼/旋轉(zhuǎn)桿（控制桿2：水平軸）
副翼?xiàng)U控制四軸飛行器沿旋轉(zhuǎn)軸偏轉(zhuǎn)的角度。副翼?xiàng)U向右，無人機(jī)會(huì)向右傾斜；副翼?xiàng)U向左，無人機(jī)會(huì)向左傾斜。當(dāng)升降舵桿和副翼?xiàng)U都?xì)w于中心時(shí)，四軸飛行器保持水平。

方向鎖（控制桿3）
這個(gè)三向開關(guān)可以在三種方向鎖定模式之間切換（關(guān)閉、航向鎖定和返航點(diǎn)鎖定），我們在之前的NAZA配置步驟中已經(jīng)討論過了。

飛行模式開關(guān)（控制桿4）
這個(gè)三向開關(guān)可設(shè)定飛行模式。我們?yōu)槟軌蛟谌N飛行模式中切換而配置NAZA：GPS ATTI, ATTI, and FAILSAFE(GPS姿態(tài)、姿態(tài)和故障保護(hù))。我們已經(jīng)在NAZA 配置步驟中討論了每種飛行模式的功能。

第2步：創(chuàng)建一份飛行前檢查清單

飛行四軸飛行器時(shí)，會(huì)發(fā)生許多意外。為了防止出現(xiàn)低級(jí)錯(cuò)誤，我建議您制作一個(gè)飛行前檢查清單。駕駛四軸飛行器前，我要檢查以下項(xiàng)目：

確保螺旋槳已擰緊且安裝方向正確

確保電池已經(jīng)充滿電

檢查無人機(jī)是否存在任何物在·損壞（比如機(jī)身開裂、導(dǎo)線未連等）

確保發(fā)射器的電池電壓符合要求

確保您所處的區(qū)域能夠合法、安全地駕駛四軸飛行器

請(qǐng)務(wù)必徹底了解您的四軸飛行器、其飛行特性、控制方式以及出現(xiàn)問題時(shí)的處理方法

等待NAZA LED顯示綠色，再起飛四軸飛行器。

第3步：學(xué)習(xí)基本飛行技巧

請(qǐng)始終讓將四軸飛行器的前端指向遠(yuǎn)離您的位置（如果需要，請(qǐng)使用方向鎖定）：如果未啟用方向鎖定，那么所有旋轉(zhuǎn)和俯仰命令都會(huì)以四軸飛行器的指向方向而定。無法分辨四軸飛行器的指向可能會(huì)導(dǎo)致墜毀，因?yàn)槟拿顚⒉粫?huì)按照您認(rèn)為的執(zhí)行。

油門加到50%時(shí)懸停：理想情況下，四軸飛行器的推力重量比為2:1，因此油門加到約50%時(shí)會(huì)懸停。如果您發(fā)現(xiàn)四軸飛行器懸停時(shí)的油門數(shù)值顯著偏高（比如大于70%），那么可能是四軸飛行器太重了——請(qǐng)嘗試減少負(fù)載或使用功率更大的電機(jī)。

切勿過度反應(yīng)：四軸飛行器上的控件都很靈敏，而且四軸飛行器可以飛的很快。如果未按預(yù)期方向飛行，請(qǐng)緩慢而安全地小幅調(diào)整旋轉(zhuǎn)桿及俯仰桿。

第4步：請(qǐng)始終安全地駕駛四軸飛行器[重要！]

請(qǐng)始終遵守您所在地區(qū)與無人機(jī)（無人航拍機(jī)）相關(guān)的所有適用法律！DevicePlus和本系列文章的作者對(duì)由于組裝或使用此無人機(jī)造成的人員或財(cái)產(chǎn)損失不承擔(dān)任何責(zé)任。無人機(jī)可能會(huì)非常危險(xiǎn)！請(qǐng)合法、安全地操作您的無人機(jī)。

如果您是新手，請(qǐng)做好無人機(jī)墜毀的心理準(zhǔn)備。

切勿過度消耗電池電量。

請(qǐng)?jiān)谶h(yuǎn)離人員、汽車或其他建筑物的空曠區(qū)域（田野、大型公園）飛行。

請(qǐng)勿在機(jī)場附近飛行（請(qǐng)咨詢適用法律，以了解機(jī)場的禁飛半徑）

切勿讓四軸飛行器脫離視線范圍或在夜間飛行

第5步：電池充電

嘗試為電池充電之前，請(qǐng)參閱本系列第1部分中有關(guān)電池規(guī)格和正確保養(yǎng)的重要信息：《DIYRaspberry Pi無人機(jī)：機(jī)械構(gòu)造–第1部分》。您也可以點(diǎn)擊此處查看有關(guān)LiPo電池的指南。

配置和使用LiPo電池充電器的確切步驟因每個(gè)充電器而異，但是通常必須：

確保將充電器設(shè)置為LiPo模式（許多充電器支持多種化學(xué)成分的電池）

將電池電壓設(shè)置為3S（如果使用其他電池請(qǐng)做相應(yīng)更改）

將電池容量設(shè)置為3300mAh（如果使用其他電池請(qǐng)做相應(yīng)更改）

充電電流可以保持默認(rèn)值（通常為1C）

將電池引線按照正確極性連至充電器

將電池的平衡導(dǎo)線連至平衡充電器

給電池充電時(shí)，請(qǐng)遠(yuǎn)離任何易燃材料（建議在室外充電）

充電時(shí)請(qǐng)監(jiān)控電池，以確保其不會(huì)膨脹、冒煙或劇烈發(fā)熱。如果發(fā)現(xiàn)有任何這種跡象，請(qǐng)立即停止充電并將電池移至遠(yuǎn)離易燃材料的室外。

第6步：安裝螺旋槳

與四軸飛行器的順時(shí)針電機(jī)和逆時(shí)針電機(jī)一樣，螺旋槳也有順時(shí)針和逆時(shí)針之分。每個(gè)順時(shí)針電機(jī)必須于順時(shí)針螺旋槳配對(duì)，而逆時(shí)針電機(jī)必須與逆時(shí)針螺旋槳配對(duì)。電機(jī)的方向可以通過查看電機(jī)側(cè)面的箭頭來確定。螺旋槳的方向可以通過查看螺旋槳中間的顏色來確定。中間是黑色的螺旋槳與順時(shí)針電機(jī)配對(duì)，中間是銀色的螺旋槳與逆時(shí)針電機(jī)配對(duì)。

圖10.逆時(shí)針螺旋槳（上）和順時(shí)針螺旋槳（下）

要將螺旋槳安裝在電機(jī)上，只需將螺旋槳中心的底部（您會(huì)看到一個(gè)螺紋孔）裝在電機(jī)軸上。然后，用螺旋槳擰緊器固定電機(jī)，并沿與旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)螺旋槳，直到感覺到明顯的阻力。此時(shí)，請(qǐng)用兩根手指將螺旋槳固定在中心位置并防止其旋轉(zhuǎn)，然后用螺旋槳擰緊器旋轉(zhuǎn)電機(jī)，鎖緊螺旋槳。

第7步：從萬向節(jié)上取下Xiaomi Yi相機(jī)

作為飛行新手，您墜毀四軸飛行器的幾率很大。四軸飛行器墜毀時(shí)可能會(huì)損壞組件。這就是為什么我建議拆下萬向節(jié)和相機(jī)的原因——為了防止墜機(jī)時(shí)損壞昂貴的組件。

要從萬向節(jié)上拆下相機(jī)，請(qǐng)松開將相機(jī)固定在萬向節(jié)上的兩顆螺絲，然后將相機(jī)滑出支架，并取下相機(jī)。

圖11.安裝在萬向節(jié)中的XiaomiYi相機(jī)（請(qǐng)注意兩個(gè)螺絲的位置）

第8步：從框架上卸下萬向節(jié)

要從框架上卸下萬向節(jié)，請(qǐng)從將其固定到框架上的四個(gè)螺栓上拆下螺母。同時(shí)，請(qǐng)確保萬向節(jié)不會(huì)掉落：一只手握住萬向節(jié)，另一只手松開螺栓。卸下四個(gè)螺母后，萬向節(jié)就可簡單地滑出框架。

第9步：校準(zhǔn)指南針

校準(zhǔn)指南針是一個(gè)可選步驟，該步驟可以讓四軸飛行器在GPS模式下更穩(wěn)定。

請(qǐng)參考下面的分步校準(zhǔn)指南[在GPS模式下]。

校準(zhǔn)程序 – DJI Wiki

開啟發(fā)射器，然后打開自動(dòng)駕駛系統(tǒng)！

2快速將控制模式從手動(dòng)模式切換到GPSATTI，然后再切換回手動(dòng)模式，來回6至10次，LED指示燈將持續(xù)亮黃燈。

3水平放置四軸飛行器，圍繞重力線旋轉(zhuǎn)機(jī)器（大約360度），直到LED變?yōu)楹愣ňG色，然后進(jìn)行下一步。

圖12.水平放置四軸飛行器 / ?DJI Wik

保持四軸飛行器垂直，圍繞重力線（大約360度）旋轉(zhuǎn)（機(jī)頭朝下），直到LED熄滅，這表示校準(zhǔn)完成。

圖13.保持四軸飛行器垂直 / ?DJI Wiki

校準(zhǔn)成功后，自動(dòng)退出校準(zhǔn)模式。如果LED持續(xù)快速閃爍紅色，那么表明校準(zhǔn)失敗。切換一次控制模式開關(guān)，取消校準(zhǔn)，然后從步驟2重新開始。

注：您無需在精確的水平或垂直表面上旋轉(zhuǎn)多旋翼飛行器，但水平和垂直校準(zhǔn)之間至少要保持45°的差異。

重新校準(zhǔn)的條件：

飛行區(qū)域發(fā)生變化。

多旋翼機(jī)械設(shè)置發(fā)生變化時(shí)：
a) GPS/指南針模塊重新定位。
b) 添加/移除/重新放置了電子設(shè)備（主控制器、伺服器、電池等）。
c) 多旋翼的機(jī)械結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。

如果飛行方向似乎正在發(fā)生變化（比如多旋翼飛行器無法“直線飛行”）。

當(dāng)多旋翼飛行器旋轉(zhuǎn)時(shí)，LED經(jīng)常指示異常閃爍。（如果這種情況偶爾發(fā)生是正常的）。

第10步：準(zhǔn)備好進(jìn)行第一次飛行

我們將通過四軸飛行器的首飛來測試四軸飛行器的每個(gè)組件是否正常工作，并讓您熟悉四軸飛行器的各個(gè)控制部件。飛行之前，請(qǐng)確保：

將無人機(jī)放置在距離您至少10米的大空地上

務(wù)必遵守上述所有安全預(yù)防措施

按照飛行前檢查清單實(shí)施檢查

將四軸飛行器的前端遠(yuǎn)離您

放入電池

第11步：四軸飛行器的首飛

對(duì)于第一次飛行，請(qǐng)控制好四軸飛行器（發(fā)射器底角的兩個(gè)控制桿盡可能地保持在中心位置），然后緩慢加大油門，直到飛行器起飛。小心控制（切勿快速移動(dòng)）四軸飛行器的油門，直到設(shè)備高度達(dá)到約10英尺。當(dāng)四軸飛行器達(dá)到10英尺高度時(shí)，將油門歸位到中點(diǎn)。

請(qǐng)緩慢地前后或左右移動(dòng)四軸飛行器，從而熟悉升降舵和副翼的控制。隨著飛行技能的提高，您會(huì)意識(shí)到四軸飛行器的所有運(yùn)動(dòng)都是由升降舵、副翼和偏航命令控制的。

幾分鐘后，您可以使用副翼和升降舵操縱桿將四軸飛行器引導(dǎo)至您要著陸的位置。然后慢慢減小油門，直到四軸飛行器停在地面上。四軸飛行器下降時(shí)，您可能需要稍微調(diào)整下升降舵和副翼操縱桿，以便讓四軸飛行器著陸在預(yù)定的位置。

第12步：學(xué)習(xí)更多的飛行技術(shù)

本教程到此結(jié)束，以后的飛行技術(shù)您需要自己學(xué)習(xí)了。本文的目的是向您展示如何配置無人機(jī)，使其準(zhǔn)備就緒進(jìn)行飛行，而不是教您如何飛行無人機(jī)。如果您想要深入學(xué)習(xí)四軸飛行器的飛行技能，我建議您參考這里的優(yōu)秀指南。

Brenton Sutherland

Brenton目前就讀于滑鐵盧大學(xué)軟件工程專業(yè)，擁有多年C++和Python編程經(jīng)驗(yàn)，并且開發(fā)過多個(gè)Raspberry Pi和Arduino項(xiàng)目。

審核編輯黃宇