Что такое дрон? Фото и видео – Все о квадрокоптерах | PROFPV.RU

Что такое дрон?

Дрон – общее название для дистанционно управляемых беспилотных летательных аппаратов. Дроны бывают различных размеров и форм – одни оборудованы фиксированным крылом, а другие пропеллерами. Дроны с фиксированным крылом чаще применяются в военной сфере, а также для специализированных задач по картографии и научных исследований.

Из-за необходимости использования небольшой взлетной полосы и меньшей маневренности по сравнению с винтовыми (пропеллерными) дронами (в частности, у дронов с фиксированным крылом отсутствует возможность зависать на одном месте и двигаться на очень низкой скорости), дроны с фиксированным крылом редко используются для аэрофотографии, поэтому в данном материале мы не будем касаться их.

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.

Смотрите про коптеры:  Изменение правил полета дронов в Европе - сайт для профессионалов в области кино, видео, ТВ, фильммейкинга

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.

Что дальше?

Мы рассмотрели основные виды и устройство дронов, подходящих для фотографов. Современные дроны для фотографов, в основном, являются квадрокоптерами со встроенными камерами, установленными на стабилизационный подвес. В следующей статье мы рассмотрим, как дроны изменили правила игры в аэрофотографии и какие преимущества они имеют по сравнению с другими летательными аппаратами.

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.

Best photos in nomination aerial photography (photo from drone) #35awards

Что такое дрон? Фото и видео - Все о квадрокоптерах | PROFPV.RU

Scream of the forest

,, Lasu krzyk ,, – is a winter bird’s-eye view of a frozen pond in Łódź ,, Arturówek ,,.
It is one of the largest forest areas within the city limits in Europe (it covers an area of ​​1,205.45 ha.)
When this shape appeared on the controller screen, I couldn’t believe my eyes!
One of E. Munch’s paintings immediately came to mind.
It’s amazing what kind of images nature itself can shape!
It’s as if the forest wanted to tell us something, or maybe shout out?

Arkadiusz Dalak,   Poland,lodz

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.

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.

Дизайн

Обычно дроны делаются из композитных материалов для уменьшения веса и поглощения вибраций, что в свою очередь снижает шум и дрожание картинки. Они оборудованы несколькими моторами и пропеллерами, обычно по одному пропеллеру на мотор, однако некоторые дроны имеют по два пропеллера на каждый мотор. На квадрокоптерах два пропеллера вращаются по часовой, а два других – против часовой стрелки.

Дроны для фотографов

На рынке представлено достаточно большое количество дронов, подходящих для фотографов, при этом явным лидером среди производителей является китайская компания DJI. Все многообразие моделей беспилотников, подходящих для аэрофотосъемки, можно разделить на несколько категорий, которые различаются используемыми в них технологиями, например камерой и матрицей, стедикамом, батареей, весом и размером и т.п. Ниже мы рассмотрим несколько категорий дронов и чем они отличаются.

Дроны-захватчики

Именно так! Возрастающую популярность фотографии с дронов иначе как творческой экспансией и не назовешь. Самые яркие и невероятные снимки, получающие призы на фотоконкурсах, в большинстве своем сделаны с квадрокоптеров. А это уже не просто тенденция в сфере искусства, рекламного бизнеса и в коммерческом мире, ведь аэрофотосъемка востребована даже в сельском хозяйстве. А еще это отличная возможность для путешествий онлайн.

Лавандовое поле с необычного ракурса

Оператор дрона стал свидетелем аварии на дороге

Место тусовки стаи фламинго уже не секрет

Интеллектуальные режимы полета

Сейчас у многих дронов большой список интеллектуальных режимов полета.

Например, у Phantom 4 Pro список режимов такой:

  • Активный трек;
  • Следуй за мной;
  • TapFly (нажимается точка на экране, куда нужно будет полететь квадрокоптеру);
  • Режим штатива;
  • Режим жестов;
  • S-Mode (Sport);
  • P-Mode (Position);
  • A-Mode (Attitude);
  • Режим новичка;
  • Блокировка курса;
  • Возврат домой;
  • Предотвращение препятствий.

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:

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:

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.

Что такое дрон? Фото и видео
Это фото сделано с квадрокоптера

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:

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.

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.

Полупрофессиональные дроны

Дроны в данной категории обычно оборудованы трехосевым стабилизационным подвесом, возможностью съемки хотя бы 12-мегапиксельных фотографий, возможностью съемки на длинной выдержке (со стабильностью полета, позволяющей осуществить такую съемку) и 4K видео.

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.

Интуитивно понятное приложение полета Xiro позволяет легко летать на Xplorer Mini, показывая при этом информацию о всех важных характеристиках, снимать видео и фото.
Интуитивно понятное приложение полета Xiro позволяет легко летать на Xplorer Mini, показывая при этом информацию о всех важных характеристиках, снимать видео и фото. Это пример бюджетного квадрокоптера.

Профессиональные дроны

Дроны в данной категории предлагают уже совершенно иной уровень аэросъемки, благодаря продвинутым камерам со сменной оптикой: от сменных стедикамов и камер с матрицей формата Super 35 (Zenmuse X7 для Inspire 2) до цифровых кинокамер (Arri Alexa Mini для FreeFly Alta).

Самые крутые снимки — на конкурс!

С каждым годом дроны с суперчувствительными камерами становятся доступными все большему количеству желающих. Вертикальные перспективы и далекие горизонты манят всех, кто жаждет увидеть мир под неожиданным углом в форматах RAW, DNG или 4K.

Потрясающая фотография городка в горах. Спасибо создателям дронов

Фото с дронов поможет пройти лабиринт быстрее…

Тысячи лучших снимков участвуют в Международном конкурсе фотографии с дронов Dronestagram в трех категориях:

… и полюбоваться львом с безопасного расстояния

Фото с дронов — интересное и прибыльное дело

Невероятные виды природы или городских джунглей, ярких праздников и исторических событий заставляют замирать сердца у людей со всего мира.

Переправа по льду где-то в Сибири 

Люди моют город: дрон сфотографировал Москву с необычного ракурса

Впрочем фото квадрокоптера не только радуют эстетов, но и буквально спасают жизнь, как в случае с серфингистом Мэттом Уилкинсоном. Австралийская спасательная служба с помощью дрона заметила большую акулу и предупредила его о ее приближении. Благодаря аэрофотосъемке спортсмен избежал смертельной опасности!

Верблюд — вид сверху, вид в профиль

Если бы птицы любили баскетбол, то наблюдали бы за игрой именно так

Советы новичкам для суперфото

Овладейте композицией. Для создания идеальных снимков придется подружиться с сеткой наложения. Это поможет сбалансировать все элементы в кадре.

Это фото дрона победило в одном из конкурсов. Сбор лотосов в Азии

Идеальное фото с отдыха

Используйте АЕВ. Автоматический брекетинг композиции (АЕВ) — функция в дроне, позволяющая делать несколько снимков с разным уровнем экспозиции. При постобработке просто выбираете самый удачный вариант.

Вид с высоты птичьего  полета на кольцо

Водоворот — еще одно шикарное фото с дрона

Городские джунгли в пустыне

Не забывать о панораме. Если у вас не самый навороченный девайс, не забывайте о возможности делать панорамные снимки. «Сшейте» несколько в один — и шедевр готов!

Яркий поезд в заснеженных горах

Беседка в осеннем парке… Такую красоту смог показать только дрон

Объективы для аэрофотосъемки. Для съемки мерцающих поверхностей (водоемов) стоит использовать отдельные объективы для аэрофотосъемки. Да, они не дешевые, но результат того стоит.

Пустынный пляж океана

Дроны фиксируют необычный вид обыденных объектов

Селфи в студию! Не забывайте о функции Follow me. Селфи на фоне чего-то уникального, снятое сверху — это эпичный финал съемки!

Серпантин — живописная дорога в горах с высоты птичьего полета

Вид на Радужные горы с квадрокоптера

Очаровательный пустынный островок

Крутые фото с высоты птичьего полета легко выведут любого на новый профессиональный уровень. Это уже не банальные снимки — это искусство другого измерения, мышления и масштаба.

Исландия на фото с дронов выглядит волшебно

Акула в косяке рыб

На старт!

Внимание!

Взлетаем!

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:

  • С помощью спутников работает функция «Возврат домой» при нажатии всего лишь одной кнопки;
  • Ваш дрон не потеряется;
  • Точное позиционирование в пространстве;
  • Полностью автоматический облет заданных точек на карте без участия пилота.

Также, спутниковая навигация спасет дрон, если:

  • Аккумулятор почти разрядился — дрон сам полетит на точку взлета;
  • Потерян сигнал с аппаратуры управления — дрон сам полетит на точку взлета.

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.

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:

  • Скорость;
  • Высота;
  • Сила сигнала;
  • Заряд аккумулятора;
  • Расстояние до дрона и другое.

Все это облегчает пилотирование и позволяет в реальном времени знать о дрон все информацию, необходимую для безопасного полета.

Управление

Для полета и съемки чаще всего используется пульт дистанционного управления (для более простых моделей обычно применяется только смартфон), который позволяет контролировать движение самого дрона и стедикама, а также получать видео от первого лица (FPV) в режиме реального времени на интегрированный экран, экран подключенного мобильного устройства или даже на VR-очки.

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.

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:

Функция обнаружения препятствий и предотвращение столкновения

Современные дроны имеют функцию предотвращение столкновения, основанную на технологии SLAM при использовании нескольких специальных датчиков, таких как:

  • Объемный датчик;
  • Ультразвуковой датчик;
  • Инфракрасный датчик;
  • Лидар;
  • Лазер (ToF);
  • Прибор искусственного зрения.

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 2023 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:

Оцените статью
Радиокоптер.ру
Добавить комментарий