samedi 17 novembre 2012

Poor man's gyrostabilized camera (la gyrostabilisation du pauvre)


La GoPro, c'est bien connu, ça se fixe sur presque tout.
Et parfois c'est bien là le problème, puisque la caméra va suivre l'inclinaison du support.

Vous en avez marre des horizons en biais ?

Alors nous allons peut-être vous intéresser un peu.

Pour commencer, cela va vous servir à quoi ?

Imaginons un motard en virage, qui prend naturellement de l'inclinaison.

Vu de l'extérieur, la moto penche. Normal. Si on assujettit la caméra au mouvement de la moto, la moto restera droite et c'est la route qui va pencher. Strange !

C'est donc là que se situe l'intérêt de l'effet gyroscopique (oui, le même qui permet à notre motard de se rapprocher du bitume sans -en principe- le mordre).

Alors dans le domaine, les choses ont bien évolué. Au début, les gyroscopes sur lesquels on montait les caméras fonctionnaient suivant un principe mécanique : des masses parfaitement équilibrées tournant à très grande vitesse. Les deux notions (équilibrage et grande vitesse) signifiant également des coûts de réalisation très élevés.

Heureusement, l'électronique est venue au secours des pauvres et honnêtes gens (et des autres aussi, d'ailleurs).
L'appellation "gyroscopique" a été conservée, mais ce sont des systèmes qui vont gérer l'inclinaison.

Ce qui est intéressant, c'est que ces systèmes ont pu être miniaturisés et sont maintenant vendus à des prix très abordables.

La Gyro Cam a été fortement popularisée en 2010 par le coureur moto GP Valentino Rossi.
Oui mais voilà, n'a pas les moyens de "The Doctor" qui veut.

Alors soit, GoPro.Hacks à la rescousse !

L'idée de base était de se servir d'un servo de radio-modélisme couplé avec un gyroscope dédié à la stabilisation des hélicoptères RC, pour réaliser un montage destiné à la moto, suivant un seul degré de liberté (pour faire suivant d'autres axes, il faut simplement rajouter des servos, et des nacelles !).
Notons que ce type de montage peut trouver son application dans bien d'autres domaines (photographie aérienne...)


Le bricolage qui suit a finalement utilisé un gyro-servo GS-1 de chez Dunehaven http://www.dunehaven.com/gs1_std.htm
Son intérêt ? Le fonctionnement est plus que simple, il ne manque qu'une batterie pour le faire fonctionner de manière autonome, le gyroscope étant intégré.
Tout ça pour un coût de US$69 (54€ au jour où cet article est écrit, + le prix du port et de la batterie Li-Po à rajouter).
GS-1 de chez Dunehaven.

Le matériel se présente comme un servo classique, doté en plus de deux petites vis de réglage.

Mais voyons un peu le montage que nous avons improvisé. Pour ceux que la vue d'une perceuse effraie, allez malgré tout faire un tour à la fin de l'article, on a pensé à vous !
Comme tout s'est basé sur de la récupération, vous comprendrez que ce n'est pas forcément une configuration optimale. Ce qui nous intéressait, c'était d'être fonctionnel et à la porté de nos outils (mini-perceuse, perceuse, chalumeau). Tant pis pour le design.
Voici d'ailleurs un petit dessin éclaté pour vous présenter ce qui a finalement résulté.


Petit descriptif, de droite à gauche :
Une équerre métallique 60x60, sur laquelle on a évidé à la mini-perceuse (genre Dremel) un logement pour notre servo GS-1.
Quel que soit le support que vous choisissez, il est important qu'il soit suffisamment rigide pour éviter qu'il ne devienne un amplificateur de vibrations.
De même, veillez à ce que le servo ne touche pas directement l'équerre (le logement doit être légèrement plus grand).
Le GS-1 est vissé sur la face verticale de l'équerre, en prenant soin d'intercaler les petits bouts de caoutchouc destinés à amortir les vibrations.

A ce stade-là, on entend déjà certaines voix s'élever : pourquoi ne pas fixer la caméra directement sur l'axe de sortie du servo ?
Et bien, parce que, mesdames-messieurs.On est bourrins, mais quand même, on a des limites.
Le servo étant dimensionné pour transmettre un couple, ce ne serait pas l'idéal. Le poids de la caméra induirait une flèche bien trop conséquente pour le petit axe du servo.
Par ailleurs l'ajustement de l'axe et son manque de rigidité rendraient la vidéo plus vomitive que stabilisée.

Alors continuons. Le seul élément de notre bazar qui répondait à nos contraintes était un vieux roulement à bille de roller.
Nous l'avons donc monté sur une deuxième équerre en métal de 60x60.
Ici, il faut tenir compte d'un certain nombre de choses :
  • l'équerre comportant le servo, dans le montage final, sera positionnée sur la face horizontale de l'équerre avec le roulement. Pour ma part, j'ai simplement prévu de faire correspondre les trous de la première ligne de l'équerre au servo avec les trous de la ligne du milieu de l'équerre au roulement. Ne pas hésiter à se référer au schéma suivant ou à la photo en cas de doute.
  • On repère ensuite le point exact par où passera l'axe du roulement, qui doit être le prolongement de l'axe de sortie du servo.
  • On perce le point repéré préalablement à un diamètre suffisant pour laisser passer le cylindre intérieur du roulement.
  • Ultime vérification de l'alignement, marquage de l'emplacement du roulement, et je le soude sur l'équerre. J'ai utilisé pour cela un chalumeau oxy-acéthylénique, idéal pour ce genre de petits travaux.
    Compte tenu de la chaleur, il faut faire attention à ne pas trop chauffer le roulement plus que nécessaire, sous peine de le rendre inutilisable. Souder un roulement, c'est quelque chose de très barbare, n'allez pas raconter ça à un professeur de mécanique !
    J'avais d'ailleurs ouvert la flasque avant soudure pour permettre le nettoyage et re-graissage des roulements et de leur cage.

Le support de la caméra est une équerre de 50x35. Encore une fois, ne vous fiez pas spécialement à mes dimensions, il n'y a aucun calcul précis derrière cela, juste de la récupération.

Il faudra simplement essayer de réduire le poids de cette petite nacelle afin de ne pas faire trop forcer le servo.
Le couple de ce dernier est largement suffisant pour cette application, mais autant penser aux batteries et à la préservation du servo.

Pour l'axe de rotation de cette dernière équerre, j'ai utilisé une pointe de découplage qui trainait dans ma caisse à outil. C'était une beauté naturelle qui n'a presque pas eu besoin de chirurgie esthétique. Elle offrait notamment une partie cylindrique lisse de 8mm de diamètre, ce qui correspondait exactement au diamètre intérieur de mon roulement. Elle a donc eu le droit à un petit refroidissement et à une mise en place en douceur... à la massette, étant horloger-ferrailleur de métier.
A une extrémité, elle était filetée en M8, ce qui s'est avéré utile pour l'accouplement au servo. Même la longueur correspondait au montage.
A l'autre bout il y avait évidemment la pointe, que j'ai amputée sitôt la pièce soudée à l'équerre.

Pour terminer, j'ai solidarisé le palonnier du servo à un écrou M8. Pour ce faire j'ai cerné l'écrou de petites vis traversant les branches du palonnier, à titre provisoire. La tenue donnant satisfaction, je n'ai pas cherché d'alternative.

Le filetage de la pointe de découplage s'est avéré de très mauvaise qualité et a foiré. J'ai donc dû me résoudre à appliquer de la colle cyanoacrylate (super glue) à l'intérieur de l'écrou avant de le monter.

Le montage de la GoPro se fait de manière simple grâce au Tripod mount de chez GoPro.com

Voici un schéma propre du montage final :
Et la photo finish qui est, je l'accorde volontiers, nettement moins glamour :

Vous le voyez, la platine de support a été violemment vissée dans la poignée passager, percée à cet effet par des vis auto-taraudeuses.
Apanage des propriétaires de vieux tromblons sans valeur pécuniaire !!!
Les autres devront bricoler un peu plus pour créer un support mieux adapté.

A noter que pour obtenir de bon résultats il a fallu changer la configuration d'usine du gyro-servo. Garder un gain équivalent au déplacement, et choisir un mode de retour un peu plus lent, de manière empirique. Attention ! chez nous, les vis de réglage étaient inversées par rapport à la notice.

Bien évidemment, l'article n'aurait pas de sens sans une petite vidéo de démonstration.
Pour vous prouver qu'il s'agit bien du montage décrit ci-dessus et pas d'une vidéo sournoisement récupérée sur le facebook de Valentino ROSSI, nous avons pris grand soin de ne pas imiter le style de ce dernier, comme vous le constaterez rapidement !

regardez le mouvement de la selle, l'effet est tout de même flagrant, même en étant loin de prendre l'angle du seigneur Rossi.


Ce montage peut évidemment servir de base à d'autres applications ou activités, y compris nautiques si l'on prend soin de réaliser un caison étanche pour la batterie et le servo !

Pour ceux qui souhaitent se passer du bricolage ci-dessus, on a repéré sur le site de servocity une solution à 25 US$ qui semble tout à fait convenir à cette application. Nous ne l'avons pas testée, alors on ne donne pas de garantie sur l'usage, mais ça semble plutôt bien coller.
Il convient juste de vérifier que les dimensions conviennent au servo GS-1 de Dunehaven, ou bien utiliser un servo standard avec un gyro RC.
A creuser/vérifier/valider. Faites-nous un retour si vous l'utilisez !








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15 commentaires:

Quiterio a dit…

Bonjour, j'aime beaucoup votre blog, je me demande si vous pouvez m'aider, je suis au Brésil et j'ai acheté un Argent Hero3, et au milieu de la mise à jour a eu des problèmes et s'est écrasé au milieu de la mise à jour et maintenant l'appareil photo ne s'allume pas, je me demande comment je peux faire pour son retour au travail, elle est toujours sous garantie je l'ai acheté 4 jours, mais acheté hors de mon pays, je suis désespéré car je crois que mon héros fait sauter 3 si vous avez des nouvelles s'il vous plaît aidez-moi mon email est obligatoire felipequiterio@terra.com.br

Maimex a dit…


Bonjour, je voudrais obtenir exactement le même système pour faire des prises de vue suivant l'axe de roulis d'un avion RC tout en conservant l'horizontalité.
Je voudrais en savoir davantage sur le gyroscope utilisé et sur les branchements électriques. Pouvez-vous me confirmer que la batterie se branche sur le gyroscope et que le gyroscope se branche sur le servomoteur, tout cela avec des câbles à trois fils ?

Vous présentez un servomoteur qui convient à la réalisation de ce système mais pouvez vous me conseiller sur le gyroscope électronique à utiliser ? 
J'ai trouvé des gyroscopes conservateur de cap, sur internet, mais cette option correspond elle à ce qui permet de conserver l'horizontalité pour vous ? 
Sans vouloir faire de pub, est-ce que celui-ci présente toutes les qualités requises pour le système ? http://www.funrctoys.com/eShopWeb/product-8418-GYROSCOPE_HEAD_LOCK_MEMS_GY100#description

Merci beaucoup d'éclaircir mes interrogations pour me permettre de réaliser un montage semblable :)

MaximeV (je vous ai partagé une astuce pour filmer sous l'eau avec une gopro :)
À bientôt ;)

GoPro Cameras Hacks & astuces a dit…

Le servo que nous avons utilisé comporte un gyro intégré, du coup on branche simplement et directement le servo sur une batterie LiPo, comme cela est visible sur la photo de l'article.

Si on envisage de prendre la main sur le déplacement du servo on intercale un récepteur radio.

Comme précisé dans l'article, il est également possible d'utiliser un servo classique asservi à un gyro.

Celui que tu cites devrait pouvoir convenir, le mieux étant que tu poses la question directement au vendeur... s'il veut bien répondre (on attend toujours une réponse à un mail envoyé chez eux...)

clément cornaille a dit…

BOnjour,
toujours pas de réponse pour la compatibilité entre le DDT500 et le GS-1 ?

Ou une alternative au DDT500 qui permettrait l'usage du GS-1 ?

merci pour votre blog !

GoPro Cameras Hacks & astuces a dit…

Salur Clément,
On espère pouvoir tester ça, mais ce ne sera pas avant courant janvier, car servocity est en train de faire rentrer de nouvelles pièces.

Si on a du nouveau, on vous tiendra au courant !

cyril lestarquit a dit…

Bonjour,
tout d'abord bravo et merci pour ces explications. Je me demande quelle batteries LiPO je peux prendre car à priori il y a des Ah différents?
J'aurai une autre question, dans ces explications vous dites qu'il est possible d'avoir un système séparé servo et gyro, pouvez vous me donner d'autres détails sur ce procédé(je penses à d'éventuelles références)?
Merci

multimeua meua a dit…

bonjour et merci pour beaucoup pour le tuto .
j'ai commandé le servo gs-1 que vous avez mentionné , et j'aurais aimé savoir quel type de batterie vous avez utilisé ( j'ai cru comprendre qu'il été préférable de mettre du 4.8v 750mAh mais que l'on pouvait monter a 6v max et mAh max ????? et de préférence rechargeable facilement )et où se les procurer si vous avez une bonne adresse je suis preneur .
merci d'avance et chapeau bas pour le plan a pas cher pour une gyro -cam

Mathieu a dit…

Bonjour,

Je poste un commentaire pour vous confirmer la compatibilité entre le DDT500 et le GS-1.

Le seul probleme etant que je n'ai pas reussi à trouver le DDT500 en dehors du site de servocity, et j'ai donc eu 40 dollars de frai de port pour un objet à 25 dollars.

Cependant, il remplit parfaitement le role qu'on lui demande.

Je vais faire les premieres videos bientôt, j'essayerai de penser à revenir les poster ici.

Pour ce qui est du GS-1, il y a toujours le probleme de retour au point 0, meme incliné. On peut en effet jouer legerement sur la molette mais ca n'a qu'un effet limité.
Le mieux etant un servo + un gyro à coté.
J'envisagerai cette solution dans une prochaine version.

Petit aparté : Je vais mettre une GoPro sur le support gyrocam, sur le DDT500 il y a trou au centre. Pour plus de solidité et que le systeme soit accepté sur les circuit, je voulais prendre un support classique puis le percer pour visser l'ensemble.
La solution de facilité est d'utiliser un support Trépied GoPro.

J'ai pas d'autre information :D

Bonne journée.
Mathieu alias yoshiyo

GoPro Cameras Hacks & astuces a dit…

Salut Mathieu, merci pour l'info !

Concernant le retour point 0, effectivement ça doit pouvoir devenir gênant lors de très longs virages. Sur une utilisation route, où la moto ne reste généralement pas penchée pendant une éternité, il n'y a en principe pas de problème.

Bien sûr la solution présentée reste basique et est améliorable, on attend tes démos avec ta configuration servo+gyro séparés !

A bientôt avec peut-être tes tests et tes vidéos pour compléter l'article ! (gopro.hacks@gmail.com)

Frd Ubk a dit…

Hello à tous ...

Le Système Tilt DDT500 ServoCity (Sans Servo Moteurs Hitec) est disponible ici :

http://www.robotshop.com/eu/panoramique-inclinaison-direct.html?p=2-20

Et la livraison par Collisimo y est possible ;-) ...

Tchüss à tous ;-) ...

Frd Ubk a dit…

Hello a tous ...

ATTENTION ...
LE GS-1 est au standard FUTABA
LE DDT500 chez robotshop est un DDT500H (HITEC)

Les deux systèmes sont incompatibles au niveau de l'engrenage de sortie.

GS-1 (FUTABA) compatible avec DDT500F (FUTABA) mais robotshop ne le propose pas au catalogue.

Je vois ça avec mon revendeur http://www.absolu-modelisme.com/
Et je vous tiens au jus ;-) ...

Tchüss à tous ;-) ...

Aurélien Mairesse a dit…

Bonjour tout le monde,

Peut être est-ce un sujet enterré mais je tente quand même :D

J'aimerai faire un support gyroscope pour ma gopro afin de le monter sur ma moto.
Je pense me passer du bricolage donc acheter le DDT500, j'aimerai savoir tout ce qu'il faut avec pour avoir quelque chose qui tienne la route. De plus, je ne trouve plus le GS-1 sur le net.

J'espère avoir une réponse assez rapidement.

Merci au blog et à tous.

KingRCT3 a dit…

Bonjour,

J'aimerai acheter une gyro-cam pour GoPro... Tout simplement est-ce que une telle merveille existe ? (une gyro-cam prête à l'emploi dès la sortie de la boîte)
L'article étant paru en 2012, je prie pour que des âmes charitables aient rendu le concept accessible sur le marché.
Je suis juste très mauvais bricoleur, et de surcroît le moteur présenté dans l'article n'est plus disponible...

Merci beaucoup, et bel article au passage. ;)

GoPro Cameras Hacks & astuces a dit…

pour les deux derniers commentaires :
Il doit exister des solutions toutes faites, vendues à prix d'or.

Le mieux reste d'acheter un support comme celui de servocity (fin d'article), puis d'aller dans un bon magasin de modélisme afin d'acheter un ensemble servo + batterie + gyro séparé afin qu'ils vous vendent le matériel compatible avec votre support, voire qu'ils vous montrent comment le monter, il n'y a rien de sorcier !

Chris Powa a dit…

Salut,

Quelqu'un a-t'il testé ce système avec un servo et un gyr à côté ?

J'ai essayé et j'ai donc un servo un gyro un accu. Mais le gyro seul ne fonctionne pas sans signal, un testeur de servo peut à priori régler ce problème. J'ai donc essayé aussi, mais quand je manipule le gyro, rien ne se passe sur le servo, il gigote un peu mais c'est tout.

J'ai trouvé cette idée ici : http://www.helimag.com/gyroscopes/20006-camera-stabilisee-par-gyro-need-help.html#post350270

Merci pour votre aide !! :)