第1步：飛行鏡頭

這是我的第二次試飛，直升機已經調整好并準備進行植物分析。我的動作相機上有一些板載錄音，你可以從鳥眼觀察我們美麗的環境。如果您想查看NDVI錄音，請轉到此指令的最后一步。不幸的是，我沒有時間全力以赴如何引導這個三旋翼的視頻，但我已經上傳了這個短飛行測試視頻。

第2步：必需的工具和部件

除了木質噴桿和噴漆外，我每個部分都有在我的工具箱里閑逛，所以這個項目的總成本對我來說大約是5美元，但我會嘗試找到eBay或Banggood鏈接到我使用的每個部分。我強烈建議您四處尋找零件，也許您可以獲得比我更好的價格。

工具

烙鐵

Dremel工具

3D打印機（我沒有，我的朋友幫幫我了）

切割工具

剪線鉗

超級膠水

Zip Ties （其中很多， 2種尺寸）

油漆噴涂（用你喜歡的顏色 - 我用黑色）

零件

ArduCopter飛行控制器（我使用舊的APM 2.8，但你應該選擇PixHawk或PIX Mini）

帶磁強計的GPS天線

MAVLink Telelemetry模塊（用于地面站通信）

6CH接收器+發射器

視頻發射器

伺服電機（扭矩至少1.5kg）

10“螺旋槳（2 CCW，1 CW +額外更換）

3 30A SimonK E. SCs （電子速度控制器） + 3 920kv電機

3S電池5.2Ah

覆盆子Pi Zero W + NoIR PiCamera （帶有infrablue過濾器）

2條電池帶

振動阻尼安裝座

1.2cm方形木制吊桿（我買了一根1.2米長的桿）

2-3mm厚木質板材

動作相機（我使用了4k功能的GoPro克隆 - SJCAM 5000x）

這些是我用于我的部件無人機，隨意根據自己的喜好進行修改。如果你不確定要使用什么，請發表評論，我會盡力幫助你。注意：我使用已停產的APM板作為飛行控制器，因為我有一個備用。飛得很好，但是這個主板不再受支持，所以你應該得到另一個與ArduCopter兼容的飛行控制器，以實現出色的GPS功能。

第3步：剪切框架

下載 frame.pdf 文件，打印并剪切。檢查打印尺寸是否正確，然后用鋼筆在木板上標記形狀和孔。使用鋸切割框架并用3mm鉆頭鉆孔。你只需要其中兩個，我只做了4個作為備件。

第4步：組裝框架

我使用3毫米螺釘和螺母來組裝框架。我將每個吊桿切成35厘米長，并將3厘米長的吊桿留在框架的前部。不要過度擰緊關節，但要確保有足夠的摩擦力，以免手臂折疊。這是一個非常聰明的設計，我撞了兩次，沒有任何東西只折回來。

步驟5：為電機鉆孔

檢查電機螺絲的尺寸和它們之間的距離，然后在左右木臂上鉆兩個孔。我不得不在手臂上鉆一個5毫米深，8毫米寬的孔，這樣軸就有足夠的旋轉空間。用砂紙去除那些小碎片并吹掉灰塵。您不希望電機中有任何灰塵，因為這可能會導致不必要的摩擦和熱量。

第6步：折疊GPS裝載

我不得不為我的GPS天線鉆出額外的孔，以便更好地適應。你應該把你的羅盤放高，這樣它就不會干擾電機和電線的磁場。這是一個簡單的折疊天線，可以幫助我保持設置盡可能緊湊。

第7步：繪制框架

現在你必須擰下一切并完成油漆工作。我最終選擇了這種啞光深黑色噴霧。我將零件連接在一個螺紋上并簡單地涂上它們。要獲得非常好的效果，請使用2層或更多層的涂料。第一層可能看起來有點褪色，因為木頭會喝掉水分。嗯，這發生在我的情況下。

步驟8：安裝減振平臺

我有這個萬向節支架平臺，在我的版本中也兼作電池座。你必須用拉鏈和/或螺絲將它安裝在你的框架下面。電池的重量有助于吸收大量的振動，因此您將獲得非常好的攝像機鏡頭。你也可以在塑料桿上安裝一些起落架，我覺得這是不必要的。這種黑色效果很好，此時你應該有一個漂亮的框架，是時候設置你的飛行控制器了。

步驟9：設置ArduCopter

設置飛行控制器你需要一個額外的免費軟件。在Mac OS上下載Windows上的Mission Planner或APM Planner。當您插入飛行控制器并打開軟件時，向導幫助程序將在您的主板上安裝最新固件。它還可以幫助您校準指南針，加速度計，無線電控制器和飛行模式。

飛行模式

我建議使用穩定，海拔高度保持，懶人，圓圈，返回家園和土地作為你的六種飛行模式。 Circle 在工廠檢查方面非常有用。它將圍繞給定的坐標進行軌道運行，因此有助于以非常精確的方式從各個角度分析您的植物。我可以用棍子進行軌道運動，但很難保持完美的圓形。 Loiter 就像在天空中停放無人機一樣，因此您可以拍攝高分辨率的NDVI圖像，如果您松開信號或松開無人機的方向， RTH 非常有用。

注意接線。使用原理圖將ESC插入正確的引腳，并在Mission Planner中檢查輸入通道的接線。永遠不要用道具測試這些！

步驟10：安裝GPS，攝像頭和飛行控制器

一旦你的飛行控制器校準后，您可以使用一些泡沫膠帶并將其安裝在框架的中間。確保它朝前并有足夠的空間容納電纜。使用3毫米螺絲安裝GPS并使用拉鏈將相機固定到位。這些GoPro克隆帶有所有安裝實用程序，因此安裝這個實用程序非常簡單。

步驟11：電介質和電源電纜

我的電池有一個XT60連接器，所以我將3根正極和3根負極焊接到一個母連接器的每個引腳上。使用一些熱縮管來保護連接不會使它們短路（您也可以使用電氣膠帶）。當你焊接這些粗線時，將它們擦在一起并用銅線固定，然后加入大量熔化的焊料。您不希望沒有冷焊點，尤其是在為ESC加電時。

步驟12：接收器和天線

要獲得良好的信號接收，您必須將天線安裝在90度。我使用拉鏈和熱縮管將我的接收器天線安裝在我的無人機前面。大多數接收器都帶有電纜，并且通道標有標簽，因此應該很容易設置它。

步驟13：尾部機制

尾部機制是三旋翼的靈魂。我在網上找到了這個設計，所以我試了一下。我覺得原來的設計有點弱，但是如果你扭轉了機制，那就完美了。我用dremel工具切割多余的部分。在圖片上看起來我的伺服電機可能會受到一點點影響，但它完美無瑕。擰緊螺絲時請使用一滴強力膠水，以免因振動而脫落;或者你可以像我一樣拉鏈馬達。

步驟14：進行懸停測試和PID調整

仔細檢查所有連接，確保在插入電池時不會油炸任何東西。安裝螺旋槳并嘗試用無人機盤旋。我的開箱即用非常順暢，我只需要進行一些偏航調整，因為它的調整方式太多了。我無法在這個Instructable中教授PID調音，我從Joshua Bardwell的視頻教程中學到了幾乎所有東西。他比我更好地解釋了這一點。

步驟15：選擇一個Raspberry并安裝Raspbian（Jessie）

我想盡量保持這個重量輕，所以我選擇了RPi Zero W.我使用的是Raspbian Jessie因為版本較新我們用OpenCV來解決原始素材的植被指數問題。如果你想要更高的FPS率，你應該選擇Raspberry Pi v4。你可以在這里下載軟件。

安裝依賴項

我們將在此項目中使用PiCamera，OpenCV和Numpy。作為圖像傳感器，我選擇了較小的500萬像素攝像頭，它只與零板兼容。

使用您喜歡的工具（我喜歡Balena Etcher）來閃現您的圖像。

使用已連接的顯示器啟動Raspberry。

啟用相機和 SSH 界面。

使用終端中的 ifconfig 檢查您的IP地址。

使用 ssh pi @ YOUR_IP 命令將SSH連接到您的RPi。

復制并粘貼說明以安裝所需的軟件：

sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade

sudo apt-get install libtiff5-dev libjasper-dev libpng12-dev

sudo apt-get install libjpeg-dev

sudo apt-get install libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev libv4l-dev

sudo apt-get install libgtk2.0-dev

sudo apt-get install libatlas-base-dev gfortran

sudo pip install numpy python-opencv

python （to test it）

import cv2

cv2.__version__

您應該看到一個響應，其中包含OpenCV庫的版本號。

步驟16：測試NoIR相機和NDVI成像

關閉RPi板，插入相機，然后我們可以嘗試用它進行一些NDVI成像。你可以看到花朵（紅色背景的那個），里面更綠的部分顯示出一些光合作用。這是我的第一次測試，用 Infragram 制作。我在他們的網站上學習了所有的公式和顏色映射，以編寫一個功能齊全的代碼。為了使事情更加自動化，我制作了一個Python腳本來捕獲幀，計算NDVI圖像并將它們以1080p的形式保存在直升機上。

這些圖像將會有一個奇怪的色彩圖，它們看起來就像來自另一個星球。進行一些測試，更改一些變量，在第一次任務之前微調傳感器。

步驟17：在無人機上安裝RPi Zero W

我安裝了Pi Zero在三輪車的前面。你可以像我一樣向前或向下對著你的相機。我面向前的原因是顯示植物和其他非光合作用物體之間的差異。 注意：有些表面可能會反射紅外線，或者它們比周圍環境溫暖，導致它們呈現明亮的黃色。

步驟18：添加視頻發送器（可選）

我把這個VTx放在一邊，所以安裝在直升機的后臂上。這有2000米的范圍，但我在測試時沒有使用它。只有FPV飛行才能獲得樂趣。當我不使用它時，電纜被移除，否則它們被隱藏在框架下面以保持我的構造良好和清潔。

步驟19：進行植物分析

我做了兩次25分鐘的飛行以進行適當的分析。我們的大多數蔬菜似乎都沒問題，土豆需要一些額外的照顧和澆水。幾天后去檢查它有所幫助。與橙色和粉紅色的樹木相比，它們在圖片上看起來很綠。

我喜歡做圓圈飛行，這樣我就可以從各個角度檢查植物。你可以清楚地看到，在果樹下，一些蔬菜沒有得到足夠的陽光，這使得它們在NDVI圖像中變成藍色或黑色。如果樹的一部分在一天中的某個時間沒有獲得足夠的陽光，那不是問題，但如果整個植物變成黑白，那就不好了。

第20步：安全飛行;）