F450-4B Raspberry Pi 可編程無人機開發套件 - Pixhawk DIY Ardupilot 工業開源無人機平台
F450-4B Raspberry Pi 可編程無人機開發套件 - Pixhawk DIY Ardupilot 工業開源無人機平台
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概述
這 F450-4B 樹莓派無人機 是一種先進的 DIY 無人機套件 結合了強大的 樹莓派4B 具有多功能功能的機載計算機 Pixhawk 2.4.8 飛行控制器，使其成為高度可自訂的和 可編程無人機 平台。這 開源無人機平台 支援尖端工具，例如 Dronekit-python，使開發人員能夠創建自主任務、即時資料傳輸和人工智慧驅動的影像處理應用程式。 F450 無人機套件擁有堅固的 450mm 框架、200MP 高清攝影機、可飛行長達 20 分鐘的 3S 5200mAh 電池以及高度保持、返航和繞圈模式等高級飛行模式，是您的理想選擇尋求創新無人機開發體驗的愛好者、研究人員和教育工作者。
主要特點
高效能硬體
- 樹莓派4B：搭載 64 位元 1.5GHz 四核心處理器，支援 4K 視訊輸出和高速 WiFi 通信，運作可靠。
- Pixhawk 2.4.8 飛行控制器：配備多個整合式感測器，確保精確的姿態控制、懸停和任務規劃。
- 視野擴展支援：搭配單眼相機和OpenCV工具，套件滿足即時影像傳輸和處理需求。
多種飛航模式
- 高度保持 (AltHold)：保持穩定的飛行高度。
- 徘徊：提供精確的固定懸停。
- 回到家（返回）：訊號遺失或電量不足時自動返回起點。
- 著陸（陸地）：執行平穩的自主著陸。
- 穩定模式：自動調整飛行姿態。
- 循環模式：圍繞目標進行環形飛行。
- 無頭模式：消除方向限制以便於控制。
- 失控回歸：訊號遺失時返回預設位置。
- 低功率著陸：在電池電量不足的情況下安全著陸。
資料傳輸和影像處理
- 透過內建熱點建立本地WiFi網絡，無需外部路由器，實現資料和影像的即時傳輸。
- 支援基於OpenCV的視訊串流和分析，非常適合影像監控和智慧應用。
規格
無人機參數
| 範圍 | 細節 |
|---|---|
| 姓名 | F450 無人機套件 |
| 軸距 | 450毫米 |
| 重量 | 1493g（含電池和Raspberry Pi 4B） |
| 飛行控制器 | 像素鷹 2.4。8個開源飛控 |
| 機上電腦 | 樹莓派4B |
| 相機 | 200MP 高清 1080P |
| 懸停支持 | 光流模組和雷射距離感測器 |
| GPS模組 | m8n GPS |
| 飛行時間 | 約 20 分鐘（取決於環境和任務） |
| 電池 | 3S 5200mAh（11.1V） |
| 有效負載能力 | 500克 |
| 抗風能力 | 3-4級 |
| 引擎 | 晴天A2212 |
| ESC鍵 | 好盈20A電調（支援3S-4S鋰電池） |
| 螺旋槳 | T1045自鎖螺旋槳 |
| 最大海拔高度 | 2000m（無幹擾） |
| 飛行範圍 | 1000米 |
| 飛行場景 | 室內/室外 |
Pixhawk 2.4.8 飛控規格
- 處理器：32位元ARM STM32F427 Cortex M4，168MHz，256KB RAM
- 感應器:
- L3GD20 3軸6自由度陀螺儀
- LSM303D 3軸14位元加速度計/磁力計
- MPU6000 6軸加速度計/磁力計
- MS5611高精度氣壓計
- 地面控制相容性：QGroundControl、任務規劃器
- 方面：81毫米×47毫米×16毫米；重量：37克
樹莓派 4B 規格
- 晶片組：博通 BCM2711
- 中央處理器：64位1.5GHz四核
- 圖形處理器：500MHz VideoCore VI
- 記憶體：4GB DDR4
- 介面：2 個 USB 3.0、2 個 USB 2.0
- 視訊輸出：雙微型 HDMI 端口，支持 4K@60Hz
- 溝通：藍牙5.0、WiFi 5（2.4/5GHz）
- 電源：USB Type-C（5V 3A）
套餐內容
設定1：SunnySky A2212馬達搭配FlySky i6遙控與遙測
- F450 機架附起落架
- SunnySky A2212馬達（4個）
- 好盈20A電調（4個）
- T1045自鎖螺旋槳（4對）
- PIX M8n GPS 模組
- 減振板
- 飛天i6遙控器
- 3S 5200mAh電池
- B3平衡充電器
- GPS安裝座
- FS電壓遙測模組
包括： 電池紮帶、尼龍紮帶、木墊、3M膠帶、蜂鳴器、安裝工具
組裝調試影片、相關資料提供；聯絡客服取得原始碼。
配置2：帶Radiolink PRO的SunnySky A2212電機
- F450 機架附起落架
- SunnySky A2212馬達（4個）
- 好盈20A電調（4個）
- 9450自鎖螺旋槳（3對）
- PIX。M8n GPS 模組套件
- 減振板
- Radiolink PRO（R9DS接收器）
- 3S 2200mAh控制電池
- 3S 5200mAh電池
- B3平衡充電器
- GPS安裝座
包括： 電池紮帶、尼龍紮帶、木墊、3M膠帶、蜂鳴器、安裝工具
組裝調試影片、相關資料提供；聯絡客服取得原始碼。
F450 無人機套件組裝
應用場景
F450-4B 無人機開發套件非常適合：
- 無人機研發：大學研究、飛控測試、演算法開發。
- 智慧應用：路徑規劃、目標辨識、避障。
- 教育實驗：編程、硬體組裝和調試。
- 現場使用：室內懸停、室外測量、農業監測等。
細節
F450-4B Raspberry Pi 無人機開發平台
F450是經典常用無人機型號，組裝簡單方便，性價比高，實用性強，適合初學者快速上手無人機操作。
升級版樹莓派4B
樹莓派4B硬體處理能力明顯強於3B+。
Raspberry Pi配備了最新的開源系統 烏班圖20.04，相較於Ubuntu Mate系統提供更流暢的體驗。
系統啟用的 WiFi 熱點 (Acopter)
利用樹莓派4B的WiFi功能，創造一個自建熱點（Acopter）。 PC可以直接連接4B的WiFi熱點組成本地網絡，並使用SSH指令遠端存取樹莓派。與需要路由器進行網路配置的 3B+ 型號不同，此設定對於初學者來說更加簡單且更用戶友好。
OpenCV 視覺處理
新增單眼相機，實現影像傳輸和後製。視訊串流可以透過 Raspberry Pi 擷取並使用 OpenCV 等工具進行處理。即時高清視訊串流還可以傳輸回 PC 進行處理或傳輸到行動裝置進行觀看。
更多擴充介面
Raspberry Pi 4B 提供多種擴充接口，包括雙 USB 3.0 連接埠、雙 4K micro HDMI 連接埠、CSI 和 DSI 介面、千兆乙太網路和 Type-C 電源，為各種應用提供卓越的多功能性。
單攝版
單相機版本包括 Raspberry Pi 4B 和單眼相機，可透過序列埠與飛行控制器進行通訊。它支援視覺處理、Python 程式設計和通訊等任務。此版本適合具有使用 Pixhawk 經驗、具有 Ubuntu (Linux)、OpenCV、Raspberry Pi 和區域網路通訊基礎知識的使用者。
除了基本功能外，單鏡頭版本還支援透過 WiFi 傳輸影像和數據，並允許透過 Dronekit-python 程式設計.
光流定位
光流定位條件下Dronekit-python室內懸停控制
該無人機開發平台支持 活性氧, Python程式設計, OpenCV影像辨識, 4G遠距離傳輸， 和 Aruco二維碼視覺引導著陸，使其具有高度的通用性和創新性。
富天i6遙控器
配備預先安裝10通道韌體的ia6b接收器、電壓遙測模組，遙控器範圍超過1000m，非常適合初學者學習和練習。
樂迪AT9S遙控器
具有10個通道，控制範圍超過2000m。配備遙測模組，可提供電池電壓、GPS衛星數、飛行高度、座標、飛行模式等數據。
常問問題
1.可以進行二次開發嗎？可以獨立編程嗎？
答案是肯定的。如前所述，Ardupilot是目前應用最廣泛的開源飛控系統，國內外許多優秀的無人機模型都是基於該系統開發的。
二次開發主要有飛控開發和外部擴展兩個方向。
- 飛行控制開發
我們使用的是Ardupilot，所以學習開源飛控開發主要就是學習Ardupilot開源專案。
- 需要強大的程式設計技能（原始碼為 C++），以及高等數學知識（離散數學、迭代、線性化）、卡爾曼濾波和嵌入式開發。
- 需要紮實的理論基礎。這為您從事無人系統開發和飛行控制研發工作做好了準備。
如果你想專注於飛控開發，大部分工作都需要在你的電腦上完成：
- 建置程式設計環境、下載飛控原始碼、研究其架構和功能模組等。
- 熟悉了程式碼框架後，就可以根據現有程式碼開始程式設計了。
從基本的飛控模型開始，參考我們提供的Ardupilot飛控教材進行指導。
- 外部拓展開發
外部擴充功能可讓您根據任務和場景，透過飛控預留介面新增外部設備。例如：
- 添加光流模組，用於室內定位懸停。
- 添加光達以避障。
- 使用遙測技術實現自主飛行和航線規劃。
- 安裝機載電腦（例如Raspberry Pi）並使用Dronekit-Python或ROS進行程式設計以控制無人機。
新增機載計算機的目標是處理更複雜的任務，例如：
- 使用Raspberry Pi攝影機進行視覺辨識（需要OpenCV、YOLO等）。
- 結合通訊協定來控制無人機的飛行。
- 透過網路傳輸飛行數據或高清視訊。
這些功能僅依靠飛控是無法實現的。
研究外擴主要以應用為主，這也是全國大多數競賽的方向。學習後，您可以探索智慧無人機的關鍵領域，例如視覺識別、人工智慧與無人機的整合等。
2、自主開發的前提是什麼？
了解無人機是一個循序漸進的過程。無人機系統是跨學科和綜合性的，涉及廣泛的知識領域。要學習無人機開發，需要具備以下基礎：
- 基本的動手技能，包括熟練使用烙鐵、各種螺絲起子和其他工具。
- 電子學基礎：電壓、電流、功率、極性、訊號等概念。
- 自動化控制基礎：PID控制、回饋、數位訊號、類比訊號等。
- 電腦基礎：驅動程式、串列埠、波特率、韌體版本、軟體版本。
- Pixhawk 無人機的基本知識。
- Ubuntu 作業系統的基本知識。
- 程式語言熟練度：如C++、Python。
如何製作Respberry PI無人機？
無人機類別
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迷你無人機
迷你無人機的特點是體積小、重量輕、便於攜帶、飛行距離短、飛行時間短，適合兒童、初學者以及需要便宜價格的用戶。 選擇迷你無人機時，請考慮以下參數： 尺寸和便攜性：迷你無人機設計緊湊且便於攜帶，因此請考慮尺寸和運輸便利性。尋找可以輕鬆折疊或放在小箱子中攜帶的無人機。 飛行時間：檢查無人機的飛行時間，因為與大型無人機相比，小型無人機的電池壽命通常較短。尋找能夠為您的預期用途提供適當飛行時間的無人機。 攝像頭質量：迷你無人機通常具有內置攝像頭，但質量可能會有所不同。如果您計劃拍攝照片或視頻，請考慮相機分辨率和穩定功能。 飛行穩定性：尋找具有高度保持和穩定性控制系統等功能的微型無人機，以確保平穩穩定的飛行體驗。 控制選項：考慮可用的控制選項，例如使用專用控制器或通過智能手機應用程序飛行。選擇適合您的偏好和舒適度的控制方法。 預算：設定預算範圍並在該範圍內探索迷你無人機，考慮對您最重要的特性和功能。 閱讀評論、比較規格以及從可信來源尋求建議也有助於選擇適合您的需求和偏好的迷你無人機。
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相機無人機
攝影無人機非常適合攝影愛好者，基本配備了三軸雲台、4K/6K/8K相機、GPS定位、激光避障、懸停、長距離飛行等 選擇航拍無人機時，請考慮以下參數： 相機質量：尋找配備高分辨率相機和圖像穩定等功能的無人機，以獲得更好質量的鏡頭。 飛行時間和範圍：考慮無人機的飛行時間以確保其滿足您的需求，以及更大的探索能力的範圍。 穩定性和 GPS：尋找具有先進穩定係統和 GPS 輔助飛行模式的無人機，以實現更平穩的飛行和準確的定位。 安全功能：檢查避障傳感器、返航功能和地理圍欄，確保飛行安全無憂。 此外，在選擇航拍無人機時，請考慮您的預算、所需功能和預期用途。研究和比較不同的模型、閱讀評論並尋求建議可以進一步幫助做出明智的決定。
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FPV無人機
FPV 無人機 FPV 和普通無人機之間的主要區別在於您駕駛它們的視角。常規無人機由手持控制器操作，您可以將手機連接到該控制器上作為取景器。 FPV 無人機飛行時，飛行員戴著護目鏡，這樣他們就可以看到無人機攝像頭所看到的內容。 FPV（第一人稱視角）無人機是一種無人機，它允許飛行員從無人機的角度實時觀察和導航，從而提供身臨其境的飛行體驗。下面簡單介紹一下FPV無人機，包括其組成、熱門品牌、參數以及如何選擇： 組成：FPV無人機通常由四旋翼或多旋翼機身、飛行控制器、FPV相機、視頻傳輸器、FPV護目鏡或顯示器以及遙控器組成。 要考慮的參數： 框架和構造：尋找堅固的框架和優質結構，以承受碰撞和激烈的飛行。 FPV相機和發射器：考慮FPV相機的分辨率和圖像質量，以及視頻發射器的功率和範圍，以實現清晰可靠的視頻傳輸。 飛行控制器：尋找可靠的飛行控制器，具有穩定性、易於配置以及與不同軟件和固件兼容等特點。...
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農業無人機
什麼是農業無人機？ 農業無人機，也稱為精準農業無人機或農業無人機，是用於農業和農業目的的無人機（UAV）。 它們通常用於作物監測、灌溉、種植、作物噴灑和整體田間分析。 它們可以透過提供難以獲得的詳細即時數據來幫助提高作物產量和效率。 如何選擇農業無人機？ 選擇農業無人機時，請考慮以下因素： 目的與使用案例：確定您想要完成的特定任務，例如噴灑、農作物監測或測繪，以確定無人機所需的特性和功能。 有效負載能力和噴灑效率：評估無人機的有效負載能力和噴灑率，以確保其能夠有效覆蓋您所需的區域。 飛行時間和範圍：考慮無人機的飛行時間和範圍，以滿足您的田地大小和所需的覆蓋範圍。 攝影機或感測器品質：如果優先考慮作物監測或資料收集，請評估機載攝影機或感測器的品質和功能。 品牌與支援：選擇以品質、可靠支援和售後服務聞名的知名品牌。 閱讀評論並諮詢專家或其他農民以收集回饋和建議...
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遙控直升機
遙控直升機，也稱為遙控直升機，是一種通過發射器遠程控制的微型飛行器。由於它們具有飛行和執行各種機動的能力，因此深受業餘愛好者和愛好者的歡迎。 組成：遙控直升機通常由以下組件組成： 框架：將所有其他組件固定在一起的結構。 旋翼系統：由主旋翼和有時的尾旋翼組成，提供升力和控制。 動力系統：包括電動機、電池和速度控制器，為飛行提供必要的動力。 無線電發射器：用於控制直升機的手持設備。 接收器：安裝在直升機上，接收來自發射器的信號並將其發送到適當的組件。 陀螺儀：幫助穩定飛行中的直升機。 伺服系統：控制直升機各種運動的小型電機，例如俯仰、滾轉和偏航。 品牌：生產遙控直升機的知名品牌有幾個，包括 Blade、Align、Thunder Tiger、WLtoys...
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無人機螺旋槳
無人機螺旋槳：無人機螺旋槳是一種旋轉部件，可產生推力以推動無人機在空中飛行。 它由連接到中心輪轂的葉片組成，由無人機的電機驅動。 螺旋槳在上表面和下表面之間產生壓力差，從而產生氣流和升力。 無人機螺旋槳的類型： 定距螺旋槳：這些螺旋槳具有固定的迎角，通常用於小型無人機和玩具級模型。 它們提供基本的推力和機動性。 可變螺距螺旋槳：這些螺旋槳具有可調節的螺距角，可以更精確地控制推力和效率。 它們通常用於專業無人機和高端型號。 折疊螺旋槳：折疊螺旋槳的葉片可以向後折疊到電機安裝座上，使其更加緊湊，便於運輸。 它們通常用於可折疊無人機。 無人機螺旋槳核心參數： 直徑：螺旋槳的直徑是指螺旋槳葉片從一端到另一端的長度。...
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無人機發射器和接收器
無人機發射器和無人機接收器 FPV 發射器和 FPV 接收器 無人機發射器和接收器在無人機的控制和通信中發揮著至關重要的作用。 我們來探討一下它們的定義、細分類型、核心參數、部件、頻段分類、如何選擇、推薦品牌、產品、配置教程以及常見問題（FAQ）。 定義： 無人機發射器（也稱為遙控器或發射器）是飛行員用來控制無人機飛行的手持設備，包括其運動、高度和各種功能。 無人機接收器是安裝在無人機上的組件，用於接收來自發射器的信號並將其轉發給飛控進行處理和執行。 細分類型： 模擬發送器和接收器：...
