车载追踪摄影车

车载追踪摄影车

Hacker News 摘要

原标题:Camera Chase Vehicle

作者 Dane Kouttron 于2026年初启动了一个项目,旨在将一个从工业仓库捡来的废旧机器人底盘改造成一个电影级的稳定拍摄平台,即车载追踪摄影机。这个作品可以看作是 Freefly Tero 摄影车的低成本平替版本。

项目规划

低空飞行的无人机拍摄存在挑战,例如 GPS 高度精度差和避障困难。而摄影车在拍摄低角度运动画面时具有独特优势。作者设定了三个主要目标:

1. 搭建一个机械稳定的视频平台。

2. 实现远程遥控驾驶。

3. 在户外捕捉高速动作画面。

硬件构成

底盘平台:为了支撑单反相机和三轴云台且不翻车,作者选用了 1/5 比例的大型遥控车底盘。这种尺寸虽然笨重,但重心稳固。电子控制核心采用了 VESC 控制器。

稳定云台:作者以 124 美元的极低价格购入了一台二手 Movi M10 云台。它是 Freefly 系统的早期旗舰产品,性能依然出色。为了方便拆装,云台、相机和图传系统被整合为一个独立单元,由 14V 的 DTAP 电池组供电。

图传与遥控:使用了 Amimon CONNEX 无线高清图传系统,具有 1 公里的传输距离和小于 1 毫秒的超低延迟。

机械结构改造

作者原本购买的神秘底盘带有一个奇特的 Z 轴线性推杆,拆除后发现底盘由铝板制成。为了安装云台,作者进行了以下优化:

结构化云台支架:使用数控机床加工了铝制支撑柱,将云台安装位置尽可能降低,以减小翻车风险。

3D 打印挡泥板:为了在冰面上驰骋,作者使用 Prusa MK4 打印机制造了大型挡泥板。初期使用 PLA 材质,后期升级为更具韧性的 95A TPU 柔性材质,以防止冰雪溅入。

电池挂载:车体两侧安装了专门的 3D 打印支架,用于固定两个德瓦尔特 6AH 20V 电池,串联组成 10S 电池系统。

灯光系统:安装了防水 LED 前大灯和红色尾灯,并通过遥控器上的通道控制继电器开关。

无线高清图传系统

由于使用了较旧的 Amimon CONNEX 硬件,作者遇到了固件不匹配导致无法配对的问题。通过在程序目录创建名为 local.txt 的空文件,作者开启了软件的离线更新模式,成功将发射端和接收端升级至统一固件。

为了方便监控,作者将接收机安装在 7 英寸 1800 尼特的 Liliput 高亮显示器背部,并通过自定义支架固定在 Taranis X7 遥控器上。

动力电子系统

动力系统由 VESC 75V100 控制器驱动。针对该控制器的设计缺陷,作者使用 RTV 硅胶加固了内部易晃动的电容器,并对电缆接头进行了防水密封处理。系统还加入了手动预充电路,通过 10 欧姆电阻和按钮保护电容器免受瞬间大电流冲击。

遥控与镜头控制

遥控天线:将 FRSKY 接收机的天线改装为 SMA 接口,并加装了全向天线以提升地面信号强度。

远程变焦:作者研究了松下相机的遥控接口。通过测量发现,该接口通过不同的电阻值来识别变焦指令。他计划使用微控制器配合数字电位器来实现通过遥控器调节镜头的缩放和对焦。

实地测试与优化

初步测试:车辆在时速 30 英里的情况下表现稳定,但发现云台平衡非常关键。

物理平衡优化:为了提高云台性能,作者在云台支架上通过 3D 打印件加挂了 M10 螺栓作为配重。

悬挂升级:原装避震器无法承受载荷,作者更换了更硬的麦克马斯特弹簧,以维持离地间隙。

撞击测试:在一次时速 18 英里的撞击中,PLA 材质的电池架断裂。作者随后使用 TPU 材质重新设计了支架,利用其弹性吸收冲击力。

冰面竞赛表现

在马萨诸塞州的寒冷冰面上,摄影车表现出色。两块德瓦尔特电池可支持约 30 分钟的高速行驶,捕捉到了极度丝滑的冰面赛车画面。

相机升级

测试初期使用松下 GH4,虽然稳定但色彩表现有限。随后作者升级到了松下 GH5s。这款相机没有机身防抖,避免了光学防抖与云台算法的冲突,并能提供 4K 60FPS 的高质量画面。

翻滚测试与结论

在一次高速过弯时,车辆撞到路缘石并发生了剧烈的翻滚。出人意料的是,摄影车、云台和相机在翻滚后毫发无伤,经过简单调试即可继续工作。

作者总结的经验包括:

相机选择:在高动态拍摄中,必须考虑设备损坏的风险,二手 GH5s 是性价比极高的选择。

双人操作:同时驾驶车辆和操作相机难度极大,未来倾向于采用双人配合模式,或引入计算机视觉自动跟踪技术。

前向视野:由于拍摄时相机通常横向对准目标,驾驶员需要一个额外的前向摄像头来观察路况。

自动化潜力:计划未来引入 PX4 自动驾驶系统,实现视觉跟随功能,减轻操作员负担。


原文:https://transistor-man.com/gimbal_camera_rover.html

评论:https://news.ycombinator.com/item?id=48854988

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