周老师是他们孤儿学校的一位科学课老师,现在带着蛋蛋和另外几个同学去北都参加‘全国青少年科技创新大赛’。
话说蛋蛋虽然学习成绩比娃娃差远了,但是他小脑瓜可挺棒的。
杨萌给他买了一个小型民用无-人-机玩具玩摄影,结果他突发奇想:为什么现在的民用无人机都是四轴无人机呢?这样的话会分散动力加大电机负担,翅膀越多消耗的电能越多工作时间越短,那为什么不减少几个螺旋桨呢?
这个问题他问过杨萌,杨萌其实也知道答案:毕竟轴越多越稳定。
民用无-人-机不是飞起来就行,里面要有陀螺仪和定位仪,有了定位仪才能知道自己所处的位置,有了陀螺仪才能操控无人机做各种飞行动作,同时上面还要有摄像头进行拍照功能。另外上面还有类似于加速度计、感应器、视觉感应系统和红外线测距装置等等。而这些装置工作的时候需要‘稳定’,而四轴是目前来说最好的稳定轴数,基本来说,民用无-人-机只有轴数更多的而很少有更少的,常见的就是四轴,其次是六轴,而最少见的就是三肘。
而蛋蛋就不信邪,非要搞个轴数更低的无-人-机,还和几个小伙伴一起来忙这事,最后还就设计了一款两轴无-人-机,那造型跟眼镜似的。不过看起来不好看那飞起来倒是还真不错。
但是让这两轴无-人-机飞起来并不难,难的是如何让它保持稳定,尤其是摄像头稳定。
为了让摄像头停止抖动,那就需要稳定器!
那做个什么样的稳定器呢?一群小朋友一起查阅资料,发现人的眼睛有个运作原理,叫做前厅-眼动反射。就是说我们头部开始运动的时候,我们的眼睛就是很自然的向相反的方向进行补偿运动,举个简单的例子来说,就是你的头扭向右边,眼睛就很自然的向左方运动:人类在看手机的时候,不管脑袋怎么左右转,看着手机上的图像还是很稳定,这就是人类自带的防抖功能。
但是要让无-人-机的摄像头能像人类的眼睛这样这不现实,起码以现在的科学水平还不现实。蛋蛋就把主意打到了杨萌的宠物:那两只大金雕头上。
这金雕视力这么好,飞在千米高空都能寻找到猎物,并且在俯冲的时候都能保持稳定不会错过目标,这又是什么原因呢?
他
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们查阅了半天资料后发现,鸟类也和人类一样,有天然的防抖动功能,但是鸟类的脑袋小眼睛大,眼部肌肉很少,不能像人类这样眼珠子转来转去,那鸟类怎么做到看到的画面防抖动的呢?
那话怎么说的?山不来就我我去就山!鸟类眼睛不能转动保持画面稳定,于是它们就干脆让脑袋稳定!
因为鸟类眼睛没法做出大幅度的运动,为了保持视觉成像的稳定,它们就选择让整个头不乱动而脖子动,留意鸡鸭鹅走路的时候你们会发现他们的脖子动来动去但是脑袋基本维持一个动作不变的。所以大部分鸟类都有一个极为灵活的脖子,就是为了让他们的视觉能适应身体的摆动。
那可以不可以按照鸟类的工作原理做一个稳定摄像头呢?
他们就找到了学校里的周老师把自己的想法说了说,事实上在这个理论上已经有了相关的科学应用。比如三陀螺仪稳定仪之类的。而他们几个孩子一通瞎折腾,竟然真的又搞出来一个简易版‘鸟脖光源稳定器’来。相对于别的产品这种稳定器成本更低效果也很棒!
于是周老师就带着他们一行人报名参加了‘全国青少年科技创新大赛’。