fpv :第一人称主视角的简称

更新时间:2023-08-15 17:11

FPV(First Person View,第一人称主视角),飞行技术,是一种基于遥控航空模型或者车辆模型上加装无线摄像头回传设备,可以在地面看屏幕操控模型的技术。

2022俄乌冲突中,fpv技术被广泛民用与军用。2023年9月,俄罗斯联邦武装力量宣称使用FPV自杀式无人机,钻进窗户炸毁乌军反坦克导弹系统。2024年3月20日,乌军出动多架FPV无人机对俄军抢修车发动多轮攻击,最终将其全部摧毁。

定义

fpv指尽管操纵者仍然在地面上操作遥控器,航模已经具备了通过摄像头、气压计、速度、剩余电量、电机转速、航模自身的姿态、GPS坐标等传感器回传数据的能力。在这种情况下,遥控器可以被视为地面站,而操纵者无需一直注视天空中的航模。即使航模飞远至无法直接看到,操纵者只需关注地面站上的LCD显示屏所显示的信息,即可进行相应的控制操作。

相关背景

空中机器人最早出现在20世纪初的英国,到1941年偷袭珍珠港后,美国等国家开始大量采购无人机用作靶机,在第二次世界大战的太平洋战场上美国军队曾使用过携带重型炸弹的活塞式发动机无人机对日军目标进行轰炸。二战结束后,随着航空技术、卫星导航技术、自动控制技术、计算机软件技术、新材料等技术的飞速发展,无人机家族也得到迅速的壮大,仅军用的就包括侦察定位无人机、诱饵无人机、电子对抗无人机、攻击无人机、战斗无人机等等一系列的分类,民用无人机应用则包括航空摄影、核辐射探测,地质测量、高压输电线路巡视、油田管路巡视、森林防火、农药喷洒等等。民用无人机的飞行主要依靠三种方式。其中一种便是第一人称视角飞行,在空中机器人应用当中较为流行。

主要产品

新型FPV无人机

新型FPV无人机比传统无人机速度更快,其电池续航时间也可以超过20分钟。

穿越机

指时速可达120至230公里,不具备自主巡航和飞行辅助系统,具备第一人称视角(FPV)的无人机。

“八仙花”FPV作战无人机

“八仙花”是第一款批量生产并真正量产的FPV作战无人机,由圣彼得堡的设计局于2022年11月研制,“八仙花”的飞行距离可达七公里,最多可携带两公斤的有效载荷。

“吸血鬼”FPV无人机

“吸血鬼”FPV无人机航程可达7.5公里,能够携带RPG-7使用的反坦克导弹,其研发地是斯维尔德洛夫斯克地区。“吸血鬼”FPV无人机由一群在生产中使用3D打印机的爱好者研发。使用3D打印机制作了机身和天线的组件。“吸血鬼”的创作者强调,他们的FPV无人机的出现要归功于各种Telegram频道订阅者的财政支持。

VT-40式FPV无人机

VT-40式FPV无人机,以已故博主弗拉德连·塔塔尔斯基的名字命名,2023年春出现在特种军事行动区域,被“苏多普拉托夫” 支队(译注:志愿者组织)在其“最后审判日”计划中充分利用。VT-40可以在最远7-10公里的距离内投送重达3公斤的弹药。

“最后通牒”FPV无人机

“最后通牒”FPV无人机可携带3公斤炸药,速度高达200公里/小时,在其他类似设备无法升空的天气中,它照样可以工作。

“蚊”式FPV无人机

“蚊”式FPV无人机,100公里/小时的速度飞行,承载重达2公斤的负载,航程可达5公里。

主要结构

图传系统

图传一般包括三个部分:摄像头模块,图传处理模块、发射模块和天线。基本原理是:摄像头把采集到的环境光信息,经过光电转换转成数字信号,再把数字信号传输给图传模块,图传处理模块经过编码发送给发射机,发射机把编码信号转换成射频信号通过天线发射给区域范围内的接收设备,如飞行眼镜、图传显示屏等。

天线

天线频率

民间FPV飞行当中主流的图传天线的工作频率主要有5.8GHz、2.4GHz、1.2GHz三种,根据图像传输要求不同,可以分别选择不同的图像传输频率:

天线样式

由于空中机器人在空中的位置和姿态会随着时间不断变化,因此必须使用全向天线,较常使用的有线天线、三叶草天线、四叶草天线、蘑菇天线等。

发射功率

市场主流的发射功率都在2W以内,绝大多数发射功率都在1W以内,一般只有几百毫瓦的发射功率。

FPV 图像接收天线技术

主要有天线自跟踪技术、分集天线技术。

应用

民用

FPV民用领域广泛,2021年11月14日,2021青岛时尚体育季·时尚体育融媒FPV穿越机大赛在青岛市弘诚体育场开赛,赛事为FPV无人机与航空模型爱好者提供一个展示飞行、切磋技艺的平台,提高FPV无人机竞技运动和航空知识的认知与普及。此外,还开展FPV空中机器人项目,包括FPV无人机电子竞技竞速赛,FPV无人机足球赛,是科技与体育相结合的新兴国际电子竞技(科技型)项目,具有参与门槛低、娱乐性强、普及化广的特点。2021年9月27日,山东省体育产业优质资源推介会暨临沂市体育资源招商引资推介会上,上海蓝点跃迁数字科技有限公司与山东乐动产业发展集团有限公司就共建济南市FPV无人机产业园项目达成一致并签署战略合作协议。FPV还被应用于影视摄影制作中用以强化影片视效:通过将摄影机及图传发射传输器等部件安装至航模飞机上构成机载组件,并配合视频眼镜或显示器及无线图传控制/接收器组成的地面站进行控制以实现“远程呈现”。

军用

2022俄乌冲突中,乌军FPV无人机常由民用无人机改装而成,用于携带炸药以对敌方发动自杀式袭击。2023年3月以来,俄罗斯国家技术倡议(NTI)宣布进行筛选包括FPV在内的空中机器人飞行员和教官培训计划的申请。

2023年4月,俄罗斯联邦武装力量使用FPV竞速无人机成功击毁一辆乌军BTR轮式装甲车。9月俄军在社交媒体上公开了一段视频,俄军FPV自杀式无人机,钻进窗户炸毁乌军反坦克导弹系统。

2024年3月20日,乌克兰国防部发布视频显示,乌军无人机部队发现2辆俄军抢修车试图将一辆乌军的"豹2"坦克拖回俄军后方。乌军出动多架FPV无人机对俄军抢修车发动多轮攻击,最终将其全部摧毁。

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