дроны что это такое фото
Что такое дрон и на что он способен?
Всем привет! Многие думают, что высокие технологии, роботы и летающее такси существуют лишь на экране кинотеатра. На самом деле фантастическое будущее уже на пороге. А в доказательство, я расскажу о том, что уже вовсю используется в нашей повседневной жизни. Итак, что такое дрон, для чего он нужен и как он вписался в нашу жизнь.
Летающий робот
Дрон летает и плавает, он устойчив к атмосферным воздействиям и обладает массой достоинств, что позволяет рассматривать такой аппарат, как средство, упрощающее жизнь и помогающее в получении определенной информации. Хотя, справедливости ради, стоит отметить, что и недостатки он тоже имеет, но об этом ниже. Вообще, изначально эта техника предназначалась для военных целей, но сейчас ее используют в разных сферах, более того, обладателем такого аппарата может стать простой смертный, вроде нас с вами.
История создания
Сейчас дроны уже не считаются экзотикой, для кого-то это даже не роскошь, а что-то вроде игрушки. Не знаю, задумывались ли вы, кому в голову пришла идея разработки такой штуки, но лично я заинтересовался. Выяснилось, что над созданием прадедушки современного квадрокоптера корпел еще Никола Тесла. Правда, это был не летающий, а плавающий объект. Если уж совсем откровенно, это была лодка, но не простая, а первая в истории, которой можно было управлять дистанционно.
А в 1935 году появился первый беспилотный самолет. И «дроном» его окрестили еще в те времена, в шутку. Шум, исходящий от коптера, ассоциировался у изобретателей со звуком, который издает летающий шмель. На русский переводить название аппарата не стали, так он и остался дроном на всех языках.
Виды беспилотников
Коптеры сложно поддаются классификации, условно их можно разделить на следующие категории:
Пожалуй, можно выделить еще один вид — любительский. Те, кто дружит с физикой, наверное, задумываются, как сделать летающий дрон самостоятельно? Для вас отличная новость – уже придуманы готовые комплекты для сборки коптеров.
Что могут дроны
Как я уже говорил, удобство беспилотников оценили деятели разных областей. Например, такие компании, как Amazon, DHL, Zookal и Domino взяли коммерческие дроны «в штат»– коптер-курьер развозит книги, посылки и даже пиво и пиццу! И если в вышеперечисленных случаях устройства применяются в маркетинговых целях и воспринимаются, как экзотическое ноу-хау, то некоторые организации решили использовать БПЛА с еще большей пользой.
Например, компания Matternet намерена отправлять с квадрокоптерами медикаменты и предметы первой необходимости в глубинку, где запросто приобрести такие вещи невозможно. Только представьте, насколько это полезное устройство!
Фермеры тоже нашли применение дронам. Сельскохозяйственные беспилотники распыляют удобрения и помогают в борьбе с вредными насекомыми. Кроме того, есть квадрокоптеры, оснащенные тепловизором, такие аппараты вовремя помогают выявить больное животное в стаде.
А несколько месяцев назад распространилась новость про украинский дрон. На сегодняшний день – это один из мощнейших сельскохозяйственных беспилотников, которые за час могут осмотреть 100 га поля, подсчитать количество высаженных зерен, просканировать почву и контролируют урожайность в течение всего сезона.
Еще немного о возможностях квадрокоптеров
Вам, наверняка, попадались фотографии, например, со свадебных торжеств, снятые сверху. Такие кадры – заслуга гражданских квадрокоптеров. Счастливыми обладателями таких аппаратов, чаще всего являются продвинутые фотографы и журналисты: не смогли сами попасть на место съемки – пустили летающую видеокамеру-дрон, вот им и материал на голубом блюдечке с золотой каемочкой.
Кстати, некоторым программам, которые существенно облегчают нам жизнь, например, приложению, определяющее загруженность автодорог, информацию на хвосте приносят именно дроны.
Плавающий дрон – это находка для любителей плавания и дайвинга. Вот одно из преимуществ таких устройств: их собираются использовать для отслеживания акул у берегов Австралии, что, в среднем, на 60% уменьшит случаи нападения хищников на людей.
А китайцы пошли еще дальше – в 2016 году они изобрели дрон, на котором можно летать! Представляете: решили вы с окраины мегаполиса съездить за покупками в центр, на улицах километровые пробки, а на пятки наступает дедлайн проекта? Вызвал себе аэротакси, указал на карте нужное место, и продолжай себе потеть над презентацией в ноуте. Правда, использование летающего дрона для человека обойдется в копеечку, да и проблему парковки никто не отменял.
Ну, а если серьезно, за дронами будущее. Метеорологи, например, вообще считают, что скоро БПЛА займут места синоптиков, да и многие другие профессии канут в лету благодаря такому изобретению.
На какое расстояние летают дроны зависит от типа устройства. Максимум любительских беспилотников – в среднем 100-300 метров. Более серьезные могут спокойно преодолеть около 5 километров. Самые долго летающие дроны дотягивают до 7 километров.
Возможности дронов не безграничны. Одна из ключевых проблем – источник энергии. Над увеличением продолжительности жизни батареи работают многие разработчики, но пока о существенных результатах говорить не приходится.
Ну, и, как любая компьютерная техника, квадрокоптеры могут «заболеть». К примеру, недавно стало известно, что некоторые боевые дроны США оказались зараженными. Правда, пока неизвестно, с какой целью и кто активировал вирусы.
Безопасность дронов и людей
Ну, а теперь о грустном. Печально, что работа умелого хакера может нарушить безопасность дрона. Его могут не только заразить, но и попросту угнать.
Но, как известно, своя рубашка ближе к телу, и лично я, руководствуясь этим принципом, задаюсь вопросом своей собственной безопасности.
Коптеры не всегда попадают в руки людей разумных и уважающих право частной собственности. Когда дроны стали вполне доступной игрушкой, в сети стали появляться видео, демонстрирующие, кто во что горазд.
Вспомним, хотя бы знаменитый ролик, с беспилотником, к которому была прикреплена бензопила. Это, конечно, очень изобретательно, но идею стали совершенствовать подростки, которые вряд ли смогут дать гарантию, что дрон не выйдет из строя именно над вашим участком.
Кроме того, БПЛА – расширяет возможности шпионажа, и у объекта, представляющего для кого-то интерес, вряд ли попросят на это разрешение в письменной форме. Например, есть у вас любопытный сосед, которого интересует ваша личная жизнь. Сделав запрос, вроде «дрон в Иркутске», он через пару часов получит игрушку, с помощью которой может стать свидетелем сцен или разговоров, не предназначенных для его ушей.
В начале 2017 года в Сан-Франциско прошла конференция, посвященная этой теме, участники которой сошлись во мнении, что регулирование в отрасли дроноиндустрии пока еще далеко от совершенства. И даже если опустить моральную сторону вопроса, это тревожит, потому что количество инцидентов с участием коптеров растет с каждым годом. Тот факт, что не все из них кончаются трагически для людей, можно смело назвать чистым везением.
Известны случаи, когда беспилотники повреждали крылья самолета. Некоторые страны решили обезопасить авиапассажиров попросту сбивая все дроны, попадающие на территорию аэропортов.
Но не все так глобально решают эту проблему. Во всех странах действуют свои законы и правила регистрации дронов (об этом скоро напишу подробнее). Например, в России просто так дрон в воздух уже не запустишь. Теперь для этого нужно отправить интернет-заявку, уплатить госпошлину, получить разрешение.Таким образом государственные органы могут отслеживать передвижение коптеров по всей стране для того, чтобы обезопасить сограждан.
С надеждой на то, что специалисты в скором будущем смогут обеспечить нам полную безопасность, на этом с вами прощаюсь. Подписывайтесь на обновления, и не забывайте делиться с друзьями!
Что такое дрон? Фото и видео
Квадрокоптеры, дроны уже очень прочно вошли в нашу современную жизнь и некоторые сферы так подстроились под их использование, что без них больше нельзя будет обойтись. В этой статье рассмотрим о том, что такое дрон, квадрокоптер, как он работает и где его можно использовать.
Терминология, что такое дрон
Что такое дрон — это беспилотный летательный аппарат, который управляется внешним пилотом или оператором. Дрон — это физическая машина, внутри которой нет никого живого, кто бы управлял ей, но управление происходит из вне, с помощью радио аппаратуры управления. В движение дрон приводится с помощью двигателей, чаще электрических, но для промышленности или армии используются дроны на двигателях внутреннего сгорания.
Аппаратура управления — это специальное радио оборудование, проще говоря — пульт, с помощью которого можно посылать команды беспилотнику по радио каналу, но сегодня это можно уже делать и по цифровому каналу. Управление обычно происходит с помощью перемещения стиков на пульте. Каждое движение стиков привязано к определенной команде для беспилотника, например, газ прибавить или газ убавить, накрениться влево или накрениться вправо, тангаж вверх или тангаж вниз.
Выглядит аппаратура управления вот так:
Аппаратура для гоночных дронов работает на частоте 2.4Ghz. Аппаратура для дронов, типа DJI — работает тоже на частотах 2.4Ghz.
Управление у военных дронов или сложных промышленных, может осуществляться с помощью сложного компьютерного управления и обычно там вносятся команды и координаты, а также нет такой аппаратуры управления, как на фото выше.
Как работает дрон?
Сфера дронов развивается ошеломительными темпами, каждый год появляется масса новых технологий и материалов, из которых создаются дроны, квадрокоптеры и другие авиа модели.
Обычный беспилотный дрон изготовлен из легких композиционных материалов для уменьшения веса и повышения маневренности. Прочность этого композитного материала позволяет военным беспилотным летательным аппаратам совершать полеты на экстремально больших высотах.
Дроны оснащены различными современными технологиями, такими как инфракрасные и лазерные камеры, GPS (бытовые, коммерческие и военные дроны). Беспилотники управляются с помощью систем дистанционного наземного управления (GSC), а также с помощью наземной кабиной экипажа:
Беспилотный летательный аппарат состоит из двух частей — самого беспилотника и системы управления, как говорилось выше.
Про военные беспилотники продолжать рассказывать не буду, так как интересны нам только гражданские.
Дрон как правило состоит из рамы, платы распределения питания, полетного контроллера, регуляторов оборотов двигателей и самих двигателей. Далее, на квадрокоптер устанавливается камера и видеопередатчик, для возможности снимать/передавать изображение на устройство приема, например, телефон или FPV шлем.
Ниже представлен набор для гоночного типа дрона (квадрокоптера):
Сигнал с аппаратуры управления передается в полетный контроллер дрона (квадрокоптера) с помощью радио связи, либо цифрового канала. Полетный контроллер — это мозг беспилотника, он обрабатывает сигнал с аппаратуры, передает обработанные данные в регуляторы оборотов на основе данных с различных датчиков.
Например, пилот дал задачу дрону удерживать позицию на одной высоте, то есть, зависнуть в воздухе: полетный контроллер опрашивает датчик барометр о текущем значении, запоминает его. Внезапно подул ветер, значение с датчикам поменялось в меньшую сторону. Алгоритмы в полетном контроллере понимают, что раз значение барометра понизилось, его нужно повысить.
Полетный контроллер командует регуляторам оборотов прибавить обороты двигателям, что он и делает — квадрокоптер поднялся выше и значение барометра стало как и прежде. Полетный контроллер командует регуляторам оборотов снизить обороты, чтобы значение не стало выше.
Все это делается очень и очень быстро в реальном времени, корректировка идет каждую миллисекунду.
Полетный контроллер может использовать и другие датчики, например, GPS, камеры или сонары.
Какие бывают дроны?
Разделить все дроны можно на военные и гражданские. Военные — это большие летательные аппараты с множеством сложного оборудования, естственно, предназначенного для военных целей и обычно это сбор различных данных, от высококачественного фото и видео, до перехвата телефонных разговоров.
Для военных целей, это огромные беспилотники, похожие на самолеты:
Для гражданских целей: это большие квадро или октокоптеры для киношников, геологов и другим, кому необходимо поднимать в воздух тяжелое съемочное оборудование:
Для фермеров, спасателей и других, используются промышленные дроны, например, такие:
Такие несут большую полезную нагрузку и могут поднять небольшие бочки с химикатами для опрыскивания от вредителей, например.
Все остальные, например, фотографы или любители, используют более легкие и простые модели, тем не менее, способные снимать очень качественную картинку:
Квадрокоптерами это все не ограничивается, есть также монокрылья, самолеты, вертолеты, подводные лодки, катеры — это тоже все беспилотные летательные аппараты или дроны:
Функции дронов. Что умеет дрон?
В последние года дроны стали очень умными, для них придумали много интеллектуальных режимов полета, внедрили различные датчики и системы. Рассмотрим по порядку.
Спутниковое позиционирование
Сейчас дроны средней и выше ценовой категории оборудованы сразу двойной системой спутникового позиционирования. Более дешевые модели обладают обычно только GPS.
Что дает спутниковая система дрону:
Также, спутниковая навигация спасет дрон, если:
Перед началом полета важно, чтобы дрон «поймал» нужное количество спутников, обычно это не менее 8 спутников. В противном случае, данные функции работать не будут, что может привести к неприятностям, например, к потере дрона.
Функция обнаружения препятствий и предотвращение столкновения
Современные дроны имеют функцию предотвращение столкновения, основанную на технологии SLAM при использовании нескольких специальных датчиков, таких как:
Используя эти датчики, алгоритмы (программное обеспечение) полетного контроллера дрона, умеет на лету создавать 3D карты, позволяя дрону «видеть» мир и препятствия.
Еще пару лет назад, дроны могли обнаруживать препятствия только спереди, но теперь они могут сканировать пространство со всех сторон. Так умеет, например, Mavic 2 PRO. Технология называется APAS и помогает пилотам управлять дроном. При виде препятствия, квадрокоптер его облетит, а если это сделать невозможно, то просто зависнет на месте.
Такую функцию имеют не только дроны от DJI. В 2019 появился дрон Skydio 2 с полным сканирование пространства со всех сторон. У него 6 камер на борту в разрешении 4К непрерывно оценивают обстановку вокруг. Видео, в котором показывается и то, как видит квадрокоптер пространство вокруг себя:
Гироскоп, IMU и полетный контроллер
Гироскоп и IMU — это система стабилизации полета дрона. Без них дрон не сможет летать, потому что полетный контроллер не сможет понять, где именно в пространстве он находится.
Гироскоп работает на очень большой частоте и очень чувствительно улавливает любые силы, которые воздействуют на дрон из вне, будь то ветер или сила притяжения. Данные гироскоп передает полетному контроллеру, который в свою очередь решает, что делать дальше.
IMU — инерциальный измерительный блок (IMU) работает путем определения текущей скорости ускорения с использованием одного или нескольких акселерометров.
IMU обнаруживает изменения атрибутов вращения, таких как тангаж, крен и рыскание, используя один или несколько гироскопов. Некоторые IMU включают в себя и магнитометр.
Телеметрия дрона
На сегодня дроны умеют передавать телеметрию, даже дешевые за 100$.
Телеметрия — это данные состояния с датчиков, которые передаются по радио каналу.
Передаются данные, такие как:
Все это облегчает пилотирование и позволяет в реальном времени знать о дрон все информацию, необходимую для безопасного полета.
Функция No Fly Zone
Такая функция применяется в гражданских беспилотниках. На данный момент эта функция есть у квадрокоптеров компании DJI. Дрон не полетит туда, где FAA (американское ведомство) запретило полет по определенным причинам, например, там аэропорт или правительственные здания.
Вид от первого лица — FPV
Одной из главных функций и возможностей из-за которой дроны стали популярными — это FPV или вид от первого лица!
Что такое FPV — это First Person View или вид от первого лица.
Вся суть в том, что на дроне установлена камера, которая снимает видео и с помощью видеопередатчика транслирует видео в режиме реального времени в ваш телефон или другое устройства: экран, FPV шлем или очки. Вы видите «глазами» беспилотника, как будто вы находитесь внутри него.
FPV позволяет управлять самолетом, квадрокоптером или другим дроном на дальних расстояниях, в отличие от визуального полета. Также это дает гораздо большую свободу полета. Именно эта технология дала толчок к развитию беспилотников.
Видео передается по радио связи (аналоговый сигнал), либо через цифровой канал. У аналогового канала задержки минимальные, у «цифры» они выше, но сейчас разработки не стоят на месте и задержки становятся минимальными.
Например, DJI Mavic 2 может передавать цифровое видео в ваш телефон на расстоянии до 8 км при разрешении 1080р!
Живое видео в реальном времени — это захватывающая технология беспилотников.
Обновление программного обеспечения (прошивки) через порт USB
Это тоже своего рода функция. У всех дронов выше средней ценовой категории есть microUSB порт. Он нужен для того, чтобы обновлять программное обеспечение (прошивку) вашего квадрокоптера или другой модели.
Дрон это по сути мини компьютер с пропеллерами и камерой и он нуждается в обновлении. Производители периодически исправляют ошибки в ПО или добавляют новые функции. Как обновлять беспилотник — обычно такая информация есть в инструкции к вашему дрону.
Приложение для управления дроном
У каждого съемочного дрона есть свое приложение (либо стороннее у бюджетных моделей), с помощью которого можно управлять беспилотником. Там содержится много информации и настроек, а также транслируется видео.
Камера: видео и фотосъемка
Еще один пункт, который подтолкнул сферу дронов к очень быстрому развитию — камера. Изначально камеры на квадрокоптерах были низкого качества, а еще у всех была линза с эффектом «рыбий глаз», из-за чего качество видео было посредственным. Производители быстро поняли, что люди хотят использовать дрон для качественной съемки видео, красивых мест, а также делать фотографии, поэтому поменяли вектор на нормальные линзы без всяких эффектов и искажений.
Такие гиганты как DJI, Yuneec, Xiaomi и другие, начали ставить качественные камеры с разрешением съемки 4К и большим битрейтом записи. Это позволило запуститься новому витку развития аэросъемки. Для записи доступны качественные и тяжелые форматы, такие как CinemaDNG и RAW.
Кроме просто качественной картинки, производители начали устанавливать в камеру оптический и цифровой зум. Например, камера Zenmuse Z30 от DJI имеет оптический 3,5 кратный зум, а также 2-кратный цифровой без потерь качества. А у Walkera Voyager 5 оптический зум составляет невероятные 30 крат!
Для того, чтобы видео было плавным, используются специальные механические подвесы камер, которые крепятся на резиновые демпферы к днищу дрона, либо крепятся к передней части, как у DJI Mavic. Да, сегодня много говорится об этой фирме, потому что они являются законодателями мира дронов и качественной беспилотной продукции.
Чаще всего, это 3-осевые подвесы, такого вида:
Функция Sensor Fusion для создания 3D-карт местности и зданий
Функция, которая используя несколько датчиков (лидар, мультиспектральная камера и обычная камера) может создавать 3D-модели местности, ландшафтов и зданий, очень здорово помогли архитекторам и проектировщикам в их работе. Все это происходит быстро и качественно, нужно лишь тщательно облететь здание со всех сторон, затем перенести отснятый материал в компьютер и с помощью специальной программы обработать данные.
Вот так это происходит:
Интеллектуальные режимы полета
Сейчас у многих дронов большой список интеллектуальных режимов полета.
Например, у Phantom 4 Pro список режимов такой:
Самая интересная функция, на мой взгляд, это «следуй за мной», ее еще называют функцией ведения. Получаются потрясающие кадры, особенно у тех, кто едет на велосипеде, бегает или катается на сноуборде. Выглядит это так:
О дронах по научному, но понятным языком
Есть замечательный ученый, Раффаэлло Д’Андреа. Он изучает робототехнику, а в частности беспилотники и находит и исследует различное применение дронам в нашей с вами жизни. Это один из тех людей, кто двигает развитие этой отрасли.
Сайт Раффаэлло: https://raffaello.name/
Видео с его рассказом о беспилотниках и технологиях, на которых это все работает. Русской озвучки нет, но есть русские субтитры, которые очень качественно переведены:
Как выбрать квадрокоптер
За несколько прошедших лет квадрокоптеры совершили настоящую революцию среди миниатюрных беспилотных летательных аппаратов (дронов). Первоначально позиционируемые, как альтернатива радиоуправляемым вертолетам, квадрокоптеры быстро обошли их по популярности благодаря простому управлению и невысокой цене.
Высокий спрос подстегнул развитие технологий, и сегодня квадрокоптеры уже вовсю применяются в профессиональной деятельности – для аэрофотосъемки, съемки репортажей, доставки легких посылок, видеонаблюдения и многих других задач. Вне всякого сомнения, список этот в ближайшие годы будет только расширяться.
Множество производителей предлагают огромный выбор мультикоптеров для любых целей: от миниатюрных недорогих игрушек до тяжелых профессиональных моделей. И чтобы не ошибиться в выборе, следует разобраться в характеристиках современных дронов; понять, какие опции вам необходимы, а без каких вполне можно обойтись.
Виды квадрокоптеров
По размеру квадрокоптеры принято делить на классы в соответствии с размером диагонали (расстоянием между осями диагонально расположенных двигателей) – числа 200, 250, 350, 450 и т.д. в описании квадрокоптера как раз означают размер диагонали в мм. Квадрокоптеры до 200 размера принято относить к микроклассу.
Чем меньше размер квадрокоптера, тем он «игрушечней». Четкого разделения тут нет, бывают и полупрофессиональные модели микро-размера, и недорогие игрушки 350 класса. Но чем больше размер квадрокоптера, тем он более устойчив к воздушным потокам, а, следовательно, более приспособлен к полету на открытом воздухе.
По характеру использования квадрокоптеры разделяют на «игрушки» начального уровня, «любительские» – среднего уровня и профессиональные. Также можно выделить отдельный класс гоночных квадрокоптеров.
Квадрокоптеры начального уровня отличаются, в первую очередь, малым временем полета (около 10 минут) и малым радиусом действия (до 100 м). Как правило, такие модели не оснащаются GPS, датчиками удержания позиции и не приспособлены для полетов на открытом воздухе. Даже малейший порыв ветра способен унести такую модель из зоны приема радиосигнала и как она поведет себя дальше – неизвестно никому.
Квадрокоптеры любительского уровня уже могут держаться в воздухе 15-20 минут и удаляться от пульта на расстояние до километра. Для таких моделей крайне желательно наличие опций удержания высоты и удержания позиции.
Квадрокоптеры профессионального уровня способны проводить в воздухе продолжительное время и удаляться на километры. Они оснащены качественными GPS модулями, предотвращающими потерю дрона при отключении пульта – квадрокоптер самостоятельно вернется на точку старта по сохраненной в памяти локации.
Отдельная тема квадрокоптеров этого уровня – поддержка профессиональной фото- видеосъемки. Специализированные модели оснащены стабилизирующим подвесом камеры и имеют набор «операторских» функций – облет заданной точки с её съемкой, следование за оператором, изменение ракурса съемки и фокусного расстояния камеры и т.д.
Гоночные квадрокоптеры по многим параметрам попадают в любительские или даже игрушечные, но таковыми вовсе не являются. Радиус действия у них может быть невелик, навигационные функции могут отсутствовать, как и стабилизирующий подвес.
Отличительными особенностями гоночных дронов являются мощные двигатели, качественная FPV-камера с надежным каналом передачи и модульная конструкция – большинство «гонщиков» предпочитают собирать свои модели из отдельных элементов. Кроме того, частые для гоночных «квадриков» столкновения с препятствиями на высокой скорости постоянно приводят к поломкам винтов, лучей рамы и других деталей – модульная конструкция позволяет минимизировать затраты на ремонт.
Камера
Наличие камеры выводит квадрокоптер на более высокий уровень и значительно увеличивает интерес покупателей. Производители это понимают и сегодня камерой оснащены девять из десяти моделей даже в «игрушечном» сегменте. Однако камера камере рознь.
Самый печальный случай – когда дрон может только вести запись с камеры на флешку, а передавать видео оператору – не может. Смысла в такой камере мало, и подобные модели производятся скорее с расчетом на неопытного покупателя, не видящего разницы между наличием камеры и FPV.
FPV (First Person View – вид от первого лица) подразумевает возможность передачи видеопотока с камеры на пульт оператора в реальном времени. Если вы хотите ощутить чувство самостоятельного полета и научиться управлять дроном по камере, вам нужна модель именно с FPV. Но тут тоже есть тонкости.
Самые простые «квадрики» с FPV используют в качестве экрана смартфон оператора (обычно при этом на пульте есть крепление для смартфона).
С одной стороны, это сильно снижает цену комплекта за счет отсутствия в нем экрана. С другой стороны, чаще всего в таких комплектах передача видео (а порой – и управление) осуществляется по WiFi. То есть, для передачи данных, и сам квадрокоптер, и пульт постоянно должны быть в пределах действия вашей сети WiFi. Это сильно ограничивает радиус действия камеры и делает её подверженной помехам от других сетей WiFi. Обычно с такой камеры хорошее изображение без рывков и «подвисаний» бывает только в непосредственной близости (десятки метров) от источника сигнала WiFi.
Не надо путать передачу видео по WiFi с цифровой передачей видео по специальным стандартам наподобие OcuSync, lightbridge или Dronebridge. Эти стандарты хоть и используют те же частоты и принципы связи, что и WiFi, но протоколы обмена данными у них другие и наличия сети WiFi они не требуют – передача данных идет напрямую от передатчика в дроне к приемнику в пульте.
Такие технологии обеспечивают наилучшее качество видеосигнала и используются в профессиональных моделях для выполнения качественной видеосъемки с воздуха. При этом некоторые модели так же используют экран смартфона для вывода видео, но передается оно в смартфон по USB-кабелю, подключенному к пульту.
Передача видеосигнала в аналоговом формате с выводом на экран пульта – оптимальное решение для FPV, обеспечивающее приемлемое качество изображения и высокую частоту смены кадров (fps).
Аппаратура для передачи аналогового видеосигнала стоит недорого, что и определяет её повсеместное использование в квадрокоптерах. Аналоговая передача видеосигнала используется в гоночных квадрокоптерах, в «приличных» моделях любительского сегмента и в профессиональных моделях – для управления дроном.
Если для управления картинки с жестко закрепленной FPV-камеры достаточно, то для воздушной съемки этого уже мало. Поэтому профессиональные «съемочные» дроны оснащены подвесами – механизированными кронштейнами для крепления камеры, обеспечивающими её стабилизацию при маневрах дрона и изменение ракурса по команде оператора.
Подвесы бывают 1, 2-х и 3-х осевые, способные скорректировать отклонения по одной, двум и трем осям соответственно.
Минимум для нормального видео – 2-х осевой подвес, одноосевой (которым оснащены некоторые любительские модели) компенсирует только «кивание» дрона, его «качание» такой подвес не компенсирует – видео будет дергаться.
Видео снято на жестко закрепленную камеру. Каждый маневр дрона приводит к дерганию «картинки».
Видео снято на камеру в подвесе. «Картинка» остается стабильной при любых маневрах.
Камеры на предназначенных для видеосъемки квадрокоптерах также используются более высокого уровня – с качественной оптикой, с возможностью съемки HD-видео с большим fps и т.д. Некоторые профессиональные квадрокоптеры не имеют в комплекте камеры – её требуется докупать отдельно, а иногда и вместе с подвесом.
Отличительная особенность профессиональных дронов для воздушной съемки – расширенные «операторские» возможности и интеллектуальные режимы съемки: облет, следование за объектом, съемка панорам и т.д.
Видео, снятое в автоматическом режиме «астероид».
Видео, снятое в автоматическом режиме облета.
Здесь можно отметить отдельный класс селфи-дронов – миниатюрных квадрокоптеров, имеющих малый радиус действия, управляющихся обычно со смартфона и предназначенных для съемки селфи-видео. Несмотря на «игрушечные» характеристики, такие квадрокоптеры обычно несут неплохую HD-камеру и зачастую обладают функциями интеллектуальной съемки, присущими профессиональным моделям.
Управление
Некоторые недорогие модели не имеют пульта ДУ в комплекте и управляются со смартфона – это сильно снижает цену квадрокоптера, но и радиус действия его будет ограничен зоной уверенного приема WiFi. Функциональность таких дронов невысока. Хотя для селфи-дронов, например, этого достаточно. Впрочем, возможность управления со смартфона или планшета есть и у многих «серьезных» моделей – если запускать дрон планируется в зоне уверенного приема WiFi, то можно не таскать с собой габаритный пульт, а воспользоваться смартфоном. Только не забудьте убедиться, что ОС вашего смартфона есть в списке совместимых операционных систем квадрокоптера.
Режим Headless Mode (или «новичок») используется при управлении дроном на визуальном контроле (а не с камеры FPV). В этом режиме система координат дрона связана с пультом, и он всегда будет удаляться от вас, когда вы наклоняете рычаг управления (стик) от себя и приближаться, когда вы наклоняете его к себе. В обычном же режиме система координат дрона связана с ним самим, и при наклонении рычага управления от себя он всегда летит вперед (туда, куда направлена камера), независимо от того, где находится оператор с пультом.
Если дрон не улетает от оператора дальше 100 м, управление обычно не вызывает сложностей – тем более, если оператор занят только управлением, не отвлекаясь на съемку. Если же квадрокоптер имеет больший радиус действия или оператору нужно больше внимания уделять съемке, а не управлению, то становятся необходимы некоторые вспомогательные функции:
Функции автовзлета и автопосадки позволяют поднимать и сажать дрон не в ручном управлении, а нажатием кнопки (или комбинацией кнопок). Это упрощает взлет и посадку, кроме того, функция автопосадки может помочь при потере связи с пультом или при потере визуального контакта с дроном – многие квадрокоптеры с автопосадкой при разрыве связи автоматически выполняют посадку.
Удержание позиции позволяет дрону зависать на одном месте при отпускании рычагов управления. Если этой функции у дрона нет, при отпускании стиков он может продолжать перемещаться с небольшой скоростью в произвольном направлении. Кроме того, удержание позиции позволяет дрону в некоторой степени компенсировать влияние ветра.
Автовзлет и удержание позиции.
Реализуется удержание позиции с помощью пары датчиков: высоты и положения. Датчик положения может быть оптическим (когда контроллер анализирует изменение местности, снимаемой отдельной маленькой камерой) и на основе GPS-модуля. Высоту дрон также может получать с датчика высоты (барометрического или ультразвукового) или также от GPS-модуля. GPS-модуль предоставляет дрону куда больший функционал, чем просто удержание позиции. Однако следует помнить, что корректно функции GPS работают только после калибровки магнитного датчика (компаса). Если не калибровать компас перед запуском дрона, он может неправильно определить стороны света и не будет понимать, в какую сторону двигаться, чтобы достичь нужной точки.
Функция «возврат домой» позволяет дронам с GPS-модулем при потере сигнала с пульта автоматически вернуть квадрокоптер в точку взлета.
Функция «полет по точкам/маршруту» также доступна только при наличии GPS. Эта функция позволяет ввести в дрон координаты точек на местности и после взлета квадрокоптер автоматически последует по заданному маршруту; оператор при этом может сосредоточиться на съемке, не отвлекаясь на управление.
Тип двигателя. Двигатель в квадрокоптере может быть коллекторным и бесколлекторным. Коллекторные дешевле, бесколлекторные имеют большую мощность и больший ресурс. В профессиональных и гоночных дронах применяются бесколлекторные двигатели.
Вес дрона также имеет значение – и не только для ношения его в сумке. С 2016 года были утверждены поправки в Воздушный кодекс РФ, обязывающие регистрировать все беспилотные летательные аппараты массой более 250 грамм. Поправка должна была вступить в силу в 2017 году, но этого пока так и не произошло. Однако рано или поздно система учета заработает. Если вы собираетесь купить недорогой легкий квадрокоптер, то выбор модели весом до 250 грамм может уберечь вас от головной боли в будущем, когда закон вступит в силу.
Варианты выбора квадрокоптеров
Недорогой квадрокоптер начального уровня с FPV-камерой и передачей видео на экран смартфона поможет вам овладеть навыками управления дроном. Правда, запускать его следует в зоне уверенного приема WiFi от роутера.
Квадрокоптер с GPS не потеряется при потере сигнала от пульта.
Квадрокоптер с продолжительностью полета от 20 минут и дальностью от километра уже пригоден для выполнения серьезных задач.
Если вы любите скорость, выбирайте среди быстрых вадрокоптеров.
Если вы собираетесь пускать квадрокоптер на улице, выбирайте среди моделей с удержанием точки высоты, иначе потоки воздуха будут мешать управлению.