Использование дронов для анализа состава воздуха

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.

Модель начального уровня может использоваться для получения навыков пилотирования (при наличии на ней более-менее приличной FPV-камеры) или как игрушка для ребенка. В последнем случае обратите внимание на наличие защиты лопастей — скорость вращения винтов весьма высока, и отсутствие защиты может привести к травмам.

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.

Виды квадрокоптеров: классификация по размерам

Одним из основных критериев выбора коптера считаются его габариты. Одним пользователям нравятся маленькие квадрокоптеры. Он просты в управлении (обучение обращению с квадрокоптером редко длится более получаса), занимают мало места, а их приобретение обычно обходится достаточно дешево.

Большим плюсом является отсутствие сложностей в организационном плане. Например, покупателям не нужно думать, как зарегистрировать квадрокоптер. Можно просто купить и наслаждаться его функционалом на частной территории. Самые большие (профессиональные) аппараты необходимо регистрировать. Зато они открывают обширные возможности – как в плане функционала, так и в плане удобства эксплуатации.

Классификация квадрокоптеров по габаритам выглядит следующим образом:

  • Мини. Небольшое устройство со скромным радиусом действия. Обычно используется как игрушка – в помещении или во дворе. К достоинствам аппарата можно отнести высокую маневренность, к недостаткам – невозможность полноценного использования при сильных порывах ветра.
  • Маленький. Такой коптер быстр и удобен в управлении, благодаря чему его используют не только для баловства или съемки ландшафта, но и для любительских гонок на любой местности – как на равнинах, так и в лесу.
  • Средний. Характеризуется оптимальным сочетанием маневренности и грузоподъемности. Плюсом является устойчивость к порывам ветра. Используется как для продолжительной съемки, так и для проведения гонок на высоких скоростях.
  • Тяжелый. Имеет тяжелый массивный корпус, за счет чего считается самым надежным решением, но значительно уступает более мелким моделям в маневренности. Такой аппарат можно применять для съемок в неблагоприятных условиях и для кратковременных перевозок небольших грузов.

Для начинающих «летчиков», еще не знающих, как настроить квадрокоптер, больше подойдут маленькие модели. Опытным пользователям однозначно понравятся более тяжелые аппараты. Слишком уж много возможностей они открывают перед профессиональными «пилотами».

Всё необходимое для осмотра и дефектации лэп в одном решении

Инспекция ЛЭП с DJI M300

Комплекс создан на базе универсальной полётной платформы Matrice 300 RTK, представленной ведущим разработчиком промышленных дронов — компанией DJI в 2020 году. Несомненным преимуществом нового БПЛА является приспособленность к эксплуатации в условиях холодного, жаркого и влажного климата, что особенно важно для таких стран, как Россия, территория которых находится в нескольких климатических зонах.

По сравнению с предыдущими моделями увеличены продолжительность, скорость и время полёта, за счёт чего за один вылет стало возможным покрыть большее расстояние. Бортовой модуль RTK повышает точность позиционирования и геопривязки снимков. Также улучшения коснулись системы передачи сигнала.

Производитель изначально позиционирует свой продукт для и применения в сфере энергетики, мы, в свою очередь, подобрали подвесное оборудование, оптимально подходящее для выполнения специфических задач.

Опыт использования дрона M300RTK для инспекции ЛЭП в США

Подвес Zenmuse H20

Гиростабилизированный подвес объединяет в одном корпусе, защищённом от влаги и механических частиц, широкоугольную камеру для осмотра больших территорий, камеру для детального осмотра объектов с 23-кратным увеличением и дальномер. С безопасного расстояния вы получите подробное изображение каждого элемента электросети.

Термальная камера Zenmuse XT S

Термальная съёмка ЛЭП

Некоторые неисправности оборудования, незаметные человеческому глазу, можно определить только по росту температуры. Высокоточный радиометрический тепловизор позволяет визуализировать нагрев поверхности на мониторе оператора, сравнить результаты измерений с предыдущими и получить предупреждение о превышении предельных значений.

Интеллектуальные режимы инспекции

Разработчики программного обеспечения дрона учли опыт работы инженеров-энергетиков с оборудованием предыдущего поколения и добавили несколько режимов для автоматизации и более эффективного решения задач:

  • Запись всех действий в процессе полёта для дальнейшего повторения задания в полностью автоматическом режиме;
  • Распознание объекта при помощи искусственного интеллекта и сравнение результатов проверки с предыдущими;
  • Расстановка точек в пространстве с указанием действий, выполняемых квадрокоптером и подвесным оборудованием.

Гибкость в выборе задач и конфигураций

Matrice 300 RTK с подвесом H20T

Новая промышленная полётная платформа вывела применение беспилотных летательных аппаратов в поисково-спасательных операциях на новый уровень. По сравнению с дронами прошлых поколений, Matrice 300 RTK стал более надёжным, защищённым и приспособленным к экстремальным условиям.

Преимущества M300 RTK для экстренных служб:

  • Время полёта — до 55 мин;
  • Обогрев аккумуляторов;
  • Возможность размещения полезной нагрузки массой до 2700 г на трёх подвесах;
  • Защита от влаги и пыли по стандарту IP45;
  • Возможность эксплуатации в высокогорных районах на высотах до 7000 м.

M300 RTK с тепловизором Zenmuse XT S

Поиск людей тепловизором

Задача комплекса — поиск пострадавших при помощи термальной съёмки. Данное решение отличается от аналогов на базе базе других платформ временем полёта, достигающим 49 минут и дальностью передачи сигнала до 15 километров. Высокая чувствительность радиометрической термальной камеры (≤40 мК) позволяет обнаруживать и визуализировать разницу в температуре даже в узком диапазоне, например — при сильном нагреве окружающей местности.

M300 RTK с подвесами Zenmuse Z30 и XT2

Этот вариант комплектации предназначен для широкого круга задач, когда необходима съёмка и передача информации не только в тепловом, но и в оптическом диапазоне. Камера Z30 со 180-кратным комбинированным зумом не имеет аналогов среди подвесного оборудования для мультироторных БПЛА, она позволяет разглядеть мелкие детали даже на расстоянии в несколько километров.

M300 RTK с подвесом Zenmuse H20T и прожектором Wingsland Z15

В 2020 году инженеры DJI объединили в одном гиростабилизированном подвесе H20T четыре устройства: широкоугольную камеру, камеру с 23-кратным зумом, тепловизор и лазерный дальномер. На освободившейся второй нижней точке подвески мы разместили яркий 48-ватный прожектор Wingsland Z15 с рабочей дистанцией 150 метров.

Замена подвесного оборудования занимает несколько минут. При необходимости мы укомплектуем ваш Matrice 300 RTK всеми доступными подвесами DJI!

Дрон научили обходиться без стереоскопического зрения при оценке высоты

Ученые из Делфтского технического университета смогли использовать единственную камеру оптического потока для определения высоты при посадке беспилотника. Статья с подробным описанием технологии опубликована в IOPscience.

Исследователи при экспериментах с квадрокоптером Parrot AR drone 2.0 обнаружили, что при посадке в автоматическом режиме беспилотник в какой-то момент начинает покачиваться. Причем амплитуда этих колебаний строго зависит от высоты. Изучив вопрос, авторы пришли к выводу, что покачивание летательного аппарата не связано с аэродинамическим влиянием небольшого расстояния до земли — причина оказалась в автоматической корректировке позиции беспилотника по камере оптического потока.

Камера оптического потока представляет собой обычную камеру, обычно закрепляемую снизу летательного аппарата, и служит для определения скорости передвижения дрона по смещению изображения. Похожим образом люди, находящиеся в движущемся автомобиле, могут определить скорость «на глаз» по смещению окружающих объектов и пейзажа.

Оказалось, что при посадке в заданной точке алгоритм при помощи камеры оптического потока отслеживает положение дрона над указанным местом и самостоятельно компенсирует смещение летательного аппарата — например, если его сдувает ветром. При этом с определенной высоты поверхность становится настолько близкой, что малейшее смещение изображения в камере оптического потока приводит к запуску непрекращающегося покачивания всего беспилотника. При этом исследователи выяснили, что амплитуда покачиваний квадрокоптера всегда привязана к конкретной высоте.

Таким образом, отмечают авторы, летательный аппарат по возникновению таких колебаний можно с достаточно высокой точностью определить высоту и высчитать удачный момент для посадки и отключения двигателей. При этом для подобного маневра нет необходимости в датчиках расстояния, альтиметре или ресурсоемкой системе распознавания препятствий — при работе управляющее программное обеспечение опирается только на данные камеры оптического потока.

Ученые полагают, что подобный метод можно использовать на серийно выпускаемых гражданских беспилотниках или в качестве запасной системы автоматической посадки на других летательных аппаратах. Кроме того, исследователи полагают, что такой подход может объяснить, как справляются с оценкой расстояний до объекта насекомые, у которых глаза расположены очень близко и не позволяют использовать полноценное стереоскопическое зрение.

Ранее исследователи из Цюрихского университета разработали прототип автономной системы стабилизации и вынужденной посадки для квадрокоптеров. Система из акселерометра, гироскопа, камеры, датчика измерения расстояния и управляющего микрочипа строит трехмерную карту поверхности под беспилотником и выбирает ровную площадку и безопасную траекторию, после чего дрон самостоятельно садится в выбранное место.

Смотрите про коптеры:  Как правильно откалибровать квадрокоптер

Николай Воронцов

Инструмент в стиле high-tech для современного рыбака

PowerRay на зимней рыбалке

Подводный дрон PowerRay способен погружаться на глубину до 30 метров и предназначен для работы как в пресной, так и в солёной воде. Время автономной работы дрона достигает четырёх часов.

Беспилотный подводный робот способен показывать ситуацию под водой и определять наличие там рыбы. Видео принимается на смартфон, ноутбук или очки виртуальной реальности (в комплекте). Беспилотник оснащён встроенной подсветкой и держателем для приманки.

Сигнал передаётся по водонепроницаемому прочному кабель-тросу длиной 30 метров, подключённому к дрейфующему на поверхности радиобую. Управятся PowerRay как при помощи специального пульта ДУ, так и смартфона, планшета или очков виртуальной реальности наклонами головы.

Камера для съёмки в разрешении 4K

PowerRay на зимней рыбалке

Камера с чувствительной 12.3 CMOS-матрицей и качественной оптикой снимает 12-мегапиксельные фотографии видео в разрешении 4K с великолепной чёткостью и детализацией благодаря электронной стабилизации. Режимы замедленной и серийной съёмки делают отснятый материал ещё более зрелищным и удобным для изучения.

Модуль PowerSeeker

Поиск рыбы можно выполнять посредством видеокамеры с применением VR очков, включённых в комплект, но этим возможности не ограничиваются. Модель дрона комплектации Wizard выводит сам процесс на новый уровень. Достигается это за счет световой наживки и использованию гидролокатора PowerSeeker.

Он не только присылает оповещение об обнаружении рыбы на мобильное устройство, но и передает телеметрические данные о состоянии дна, глубине, температуре воды и т.д. Также гидролокатор можно использовать для дистанционной установки наживки или дополнительной световой приманки.

PowerRay – верный помощник рыболова, позволяющий наблюдать подводную фауну в естественной среде обитания.

Использование дронов для анализа состава воздуха

На протяжении веков, еще со времен, когда исследованиями занимались алхимики, анализ состава воздуха производили в лабораториях. Такая необходимость была связана с использованием специального оборудования, например, печей, специальной химической посуды, а впоследствии и измерительных приборов, с применением порой не безвредных химических препаратов, что требовало как минимум хорошего проветривания; с трудоемкостью, сложностью и длительностью процессов разделения сложносоставных веществ и смесей.

Довольно часто эти факторы действуют и в наше время, поэтому миллионы химических анализов проводят в специальных аналитических лабораториях, только теперь не только химических, но и биологических и физических. При каждом исследовательском институте химического, металлургического или геологического направления имеются свои аналитические лаборатории. То же самое можно сказать о любом производственно-промышленном предприятии. В этих лабораториях так же много дорогостоящего и сложного оборудования.

анализ воздуха дозиметрические трубки

В последнее время ситуация меняется. Одна из наиболее важных тенденций развития аналитической химии, которая появляется исходя из назревших потребностей практики, постепенно перемещает химический анализ из лабораторий непосредственно к местонахождению анализируемых объектов. Анализ вне лабораторий уже делается в глобальных масштабах в довольно многих отраслях, в частности: в обнаружениях утечек природного газа или метана, в определениях наличия углерода и углеводородов в автомобильных выхлопах, в анализах состава воздуха на улицах и в рабочих зонах и т.д. Для анализа «на месте» применяются различные средства. В большинстве случаев для такого анализа используются дроны. По сути это те же лабораторные приборы, только более устойчивые к вибрации, пыли, к перебоям с электропитанием.

Дроны для анализа

С дрона возможен анализ состава воздуха, в том числе:

  • Анализ загрязнения радиоактивным излучением
  • Анализ химических загрязнений воздуха
  • Анализ загрязнения воздуха предприятиями
  • Прочий анализ воздушной среды

При помощи квадрокоптеров проводят различные анализы, в их числе: анализ загрязнения радиоактивным излучением; анализ химических загрязнений воздуха; анализ загрязнения воздуха предприятиями. Наличие радона в составе воздуха может вызвать раковое заболевание, по этой причине измерение радона является приоритетным. Радон нельзя обнаружить без специального оборудования.

Дроны для замера радиации

В комплекс их измерений, наряду с показаниями уровня гамма-излучения, входит так же диагностика объемной активности радона в воздухе.

Полученные результаты сопоставляются с действующими санитарно-гигиеническими нормами. По итогам измерения уровня радиации и исследования наличия в воздухе радона составляется заключение,  которое описывает радиоэкологическое состояние исследуемого объекта.

Анализ состава воздуха вне лаборатории при помощи дрона имеет много преимуществ. Экономятся средства и время на доставку полученных проб в лабораторию на исследование. При проведении анализа на месте, как правило, не требуются высококвалифицированные исполнители, так как применяются более простые средства анализа. Но основное достоинство такого исследования заключается в том, что часто анализ в стационарной лаборатории невозможно выполнить или бессмысленно, например, в ситуациях, когда формы существования отдельных компонентов переменчивы.

Дроны и автономные станции заряда

Анализ состава воздуха с беспилотного робота производится фактически в режиме реального времени; это дает возможность немедленно приступить к устранению источников или последствий происшествий, не ожидая окончания исследования в лаборатории и получении соответствующих лабораторных данных.

Очевидно, что роль стационарной лаборатории исследованиях анализа состава воздуха должна уменьшаться, а значение применения БПЛА — возрастать. Следует отметить, что достижения аналитического приборостроения, аналитической химии и смежных отраслей предоставляют возможности для анализа состава воздуха с помощью дрона. Такие летательные аппараты оснащены всем необходимым оборудованием для проведения высокоточного анализа состава воздуха.

Ознакомиться с каталогом профессиональных БЛА можно здесь.

Исследуйте подводный мир

Подводный мир

Использование подводных дронов не ограничивается рыбной ловлей. Под водой скрывается особый мир, как правило недоступный для человеческих глаз. Серия дистанционно управляемых аппаратов Chasing создана для того, чтобы дать возможность каждому заглянуть в морские глубины, либо открыть для себя что-то новое в знакомом водоёме. Дроны различаются по размерам, классу и возможностям.

Dory

Самый компактный и лёгкий подводный дрон в линейке производителя, размеры: 247x188x92 мм, вес — 1,1 кг. Dory может наклоняться на угол до 45° для изучения морского дна, возможна работа в пресной и солёной воде. Аккумулятор ёмкостью 4800 мАч позволяет находится под водой до одного часа.

Gladius Mini

Полноценный глубоководный мини-батискаф с расширенными возможностями. Глубина погружения достигает 100 метров, а время непрерывной работы — двух часов. Камера снимает видео в разрешении 4K, а в условиях недостаточного освещения оператору помогает система прожекторов мощностью 10 Вт, суммарный световой поток — 1200 люмен, доступна ручная регулировка яркости. Объём внутреннего хранилища составляет 64 Гб. В комплекте два балласта для разной плотности воды.

Chasing M2

Подводный дрон профессионального уровня с глубиной погружения 100 метров (при использовании опционального кабеля — до 200 м) и временем автономной работы до четырёх часов. Камера позволяет одновременно снимать фото и записывать видео в разрешении 4К, а также вести замедленную съёмку.

Установлены два прожектора по 2000 люмен. Возможно подключение дополнительного оборудования: третьего прожектора, второй камеры, руки-манипулятора или лазерного дальномера. Помимо изображения, оператор получает информацию OSD о глубине, температуре воды и других параметрах. Вес аппарата — 4,5 кг.

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.

*{padding:0;margin:0;overflow:hidden}html,body{height:100%}img,svg{position:absolute;width:100%;top:0;bottom:0;margin:auto}svg{left:calc(50% — 34px)}Использование дронов для анализа состава воздуха» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen>

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.

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.

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.

Смотрите про коптеры:  Как научиться управлять квадрокоптером самостоятельно

Квадрокоптеры syma

Syma – китайский производитель, занимающийся выпуском дронов различной конфигурации, в том числе квадрокоптеров. Организация делает ставку на изготовление и продажу устройств из бюджетного ценового сегмента, благодаря чему ее продукция востребована как на китайском, так и на международном рынке.

Среди достоинств квадрокоптеров Syma числятся:

  • довольно низкая цена;
  • стильный внешний вид;
  • хорошее сочетание энергоемкости и энергопотребления;
  • возможность установки профессиональной камеры (на некоторых моделях).

К сожалению, качество большинства коптеров нельзя назвать высоким. Большая часть моделей относится к категории «игрушечных» дронов. Эти изделия отлично подходят на роль первого коптера – для обучения пользования устройствами перед приобретением более дорогих и надежных аналогов.

Тем не менее, для многих людей именно цена является решающим фактором, а потому популярность упомянутой продукции уже немало лет держится на высоком уровне. Из общего перечня предлагаемой брендом продукции можно выделить квадрокоптеры Syma x21w, Syma x5uw, Syma x5c, Syma x20 и x8Pro.

Разумеется, эти три компании – не единственные производители коптеров. У них есть десятки конкурентов, постоянно работающих в двух направлениях – создании надежных летательных аппаратов и выходе на первые места в соответствующем сегменте рынка.

В результате такого подхода на рынке уже сейчас представлено немало достойных моделей. Поэтому, перед тем как изучить ассортимент магазина и определиться, какой квадрокоптер лучше купить, рекомендуем заглянуть в подготовленный топ квадрокоптеров 2020 года и оценить основные преимущества популярных моделей, разработанных на протяжении нескольких последних лет.

Квадрокоптеры dji

DJI Innovations – наиболее известный разработчик и поставщик квадрокоптеров. Компания производит любительские и профессиональные модели дронов, предназначенные для выполнения разнотипных задач – от любительских съемок до доставки негабаритной продукции и проведения разведывательных операций.

Квадрокоптеры DJI имеют много достоинств. Среди них:

  • отличная управляемость в полуавтоматическом режиме;
  • опция автоматического распознавания препятствий;
  • автоматическое удержание целей следования;
  • поддержка нескольких способов управления дронами;
  • очень быстрая синхронизация со смартфонами;
  • отличное качество съемки – даже на средней и высокой скорости полета.

Среди ведущих разработок компании стоит выделить квадрокоптеры DJI Mavic 2 Zoom, DJI Mavic Air Fly, DJI Phantom 4 Pro. Все модели характеризуются отличной защитой, стильным дизайном, продолжительным временем непрерывного полета (20-30 минут), наличием камер 12-20 МП.

Квадрокоптер DJI Phantom 4 Pro и вовсе считается лучшей разработкой нашего времени, причем это утверждение обосновано как рейтингами специализированных изданий, так и отзывами пользователей. Отдельного упоминания заслуживает квадрокоптер DJI Tello TLW004 – недорогой и хороший квадрокоптер с камерой 5 МП.

Комплекс для наблюдения дорожной обстановки и мониторинга общественной безопасности на массовых мероприятиях

M210

В буднях правоохранителей существуют задачи, для которых необходимо наблюдение с высоты на протяжении многих часов. Данное решение предназначено для подобных ситуаций. Полётная платформа Matrice 210 доказала свою эффективность и надёжность на протяжении трёх лет эксплуатации государственных структурах, в состав комплекса входит улучшенная модификация дрона второго поколения.

Привязная станция Elistair Ligh-T

Незаменимый инструмент для мониторинга дорожной ситуации или наблюдения за порядком на массовых мероприятиях. Дрон соединяется с землёй сверхлёгким кабелем длиной 60 метров и подключается к городской сети, для чего предусмотрены переходники, либо к генератору.

Интеллектуальная система позволяет использовать аккумулятор квадрокоптера в качестве резервного в случае отказа наземного источника. Также возможно выполнение автономных полётов продолжительностью до 27 минут с полной загрузкой на расстояние до 7 километров.

Камера Zenmuse Z30

Не имеющее аналогов оборудование для полиции — камера с 30x оптическим и 6x цифровым зумом (суммарное увеличение в 180 раз). Вы сможете не только увидеть отдельного человека в толпе, но и понять его действия и намерения, находясь при этом на большом удалении.

Тепловизор RGB-камера Zenmuse XT2

Устройство, сочетающее двухрежимный тепловизор и RGB-камеру, приносит несомненную пользу для координации спецопераций с воздуха, наблюдения за перемещениями в людей укрытиях и поиска потерпевших, не способных позвать на помощь. Также данное оборудование поможет в совместных действиях с другими экстренными службами.

Комплекс с гибкими возможностями для противопожарного мониторинга, патрулирования, поиска источников возгорания и координации тушения

Matrice 300 RTK   Zenmuse H20T

Комплекс на базе полётной платформы DJI Matrice 300 RTK и многофункционального подвеса Zenmuse H20T отличается универсальностью и широким набором функций. Время полёта квадрокоптера с указанной полезной нагрузкой достигает 43 минут — самый большой показатель среди решений для пожарных на основе дронов Matrice для свободного полёта. Летательный аппарат может работать на высотах до 7000 м при температурах от -20°C до 50°C.

Широкоугольная камера


Служит для обзора больших территорий. Например, при патрулировании лесов вы обнаружите источник дыма, находящийся на большом расстоянии от траектории полёта

Радиометрическая термальная камера

Позволяет вести съёмку с температурной чувствительностью ≤ 50 мК при f/1.0. Программное обеспечение имеет множество интеллектуальных функций для измерения и визуализации температуры:

  • Точечный замер температуры поверхности в реальном времени;
  • Измерение и отображение максимальной и минимальной температуры на участках;
  • Режимы чувствительности «Low Gain» для широких температурных диапазонов и «High Gain» для максимальной точности в узком диапазоне;
  • Мгновенные уведомления в реальном времени о превышении заданной температуры на объекте или территории;
  • Настройка цветов для отображения температуры на дисплее.

Камера с 23-кратным оптическим зумом

Даёт возможность рассмотреть мельчайшие детали, оставаясь на безопасном расстоянии, например, не подлетая близко к высокому пламени, заглянуть внутрь помещений и разработать оптимальные пути для эвакуации и развёртывания пожарных рукавов. Кроме того, вы сможете обнаружить поджигателей лесов, не выдавая своего присутствия, сделать детальные снимки и в кратчайшие сроки передать информацию для принятия оперативных мер.

Лазерный дальномер

Для измерения расстояния до объекта в диапазоне 3-1200 м с точностью ± 0,2 м.

Модульный беспилотный комплекс для полиции

M300RTK

В 2020 году компания DJI представила новый флагманский промышленный дрон Matrice 300 RTK. Особое внимание производитель уделил нуждам экстренных служб и государственных структур, для чего было улучшено программное обеспечение и впервые предоставлена возможность размещения трёх единиц полезной нагрузки одновременно.

Камера H20

Новый трёхосевой подвес объединил в одном устройстве камеру с широкоугольным объективом для оценки общей обстановки, камеру с гибридным 23-кратным зумом для изучения мелких деталей с большого расстояния и лазерный дальномер с диапазоном измерений от 3 до 1200 м.

Тепловизор XT S

Камера для термальной съёмки имеет чувствительность ≤40 мК, самую высокую в линейке тепловизоров DJI. Данное оборудование способно обнаруживать людей по тепловому излучению и в реальном времени визуализировать изображение на дисплее оператора, что применяется полицейскими для поиска потерпевших и нарушителей закона. Человек может быть обнаружен не только в ночью или в тумане, но и в лесу или укрытии.

Прожектор Wingsland Z15

Когда полицейские выполняют ночные задания, может потребоваться не только тепловая, но и стандартная RGB-съёмка, также бывает необходимо освещение какого-либо участка местности или объекта. В этих случаях на помощь приходит мощный 48-ватный прожектор, установленный на управляемом подвесе дрона.

Опыт применения Matrice 300 полицейскими в США

5 конфигураций полезной нагрузки 


Конфигурация дрона
Время полёта (минут)  
Тепловизор 49
Гибридная камера 45
Гибридная камера тепловизор 40
Гибридная камера прожектор 37
Гибридная камера тепловизор прожектор 31

Области применения квадрокоптеров

Недорогие модели квадрокоптеров (например, мини квадрокоптеры с камерой) зачастую применяются ради развлечения владельцев, в том числе для проведения любительских съемок. Многие люди с детства мечтали увидеть мир с высоты птичьего полета и сейчас воплощают мечты путем эксплуатации беспилотников.

Такие владельцы квадрокоптеров ежедневно совершают своеобразные виртуальные путешествия, снимая окрестности и наслаждаясь незабываемым видом различных красот, находясь в произвольно выбранном месте.

Квадрокоптер с камерой и трансляцией на пульт ДУ позволяет делать все перечисленное практически на интуитивном уровне. К тому же управление беспилотником сложностей не вызывает, а запас энергии в аккумуляторе позволяет устройству находиться в воздухе до 10-40 минут (в зависимости от модели).

Возможны и более практичные применения квадрокоптеров:

  • Борьба с преступностью. В развитых странах беспилотники используют для инспектирования мест ДТП, выслеживания преступников, контроля толпы на митингах и подобных мероприятиях.
  • Изучение аварийных объектов. Коптеры удобно применять для осмотра пострадавших сооружений промышленного и другого назначения. В опасных ситуациях рисковать людьми нерационально. Оценку ущерба и анализ ситуации можно провести с помощью беспилотников.
  • Помощь в сельском хозяйстве. Квадрокоптеры, оборудованные тепловизорами и специальными датчиками, применяют для контроля эффективности работы автоматизированных систем орошения и удобрения, а также для мониторинга состояния культур.
  • Съемка спортивных событий. Надежный квадрокоптер с камерой и трансляцией видео на пульт или экран уже стал незаменимой вещью во время футбольных матчей. Его использование позволяет оценивать ситуацию на поле с различных ракурсов. Аналогичный подход практикуют и при съемке других спортивных дисциплин.
  • Продажа и аренда недвижимости. Съемка с помощью квадрокоптера позволяет представить объект в лучшем свете, показать все преимущества ландшафта и даже дать информацию о соседях.

Также квадрокоптеры активно применяют в военном деле (в том числе для разведки и охраны объектов). Военные нередко оснащают беспилотники дорогостоящим высокоточным оборудованием, позволяющим получать детальную картинку местности в режиме реального времени. Дополнительно коптеры оборудуют системами распознавания лиц и другими приборами для идентификации личности.

Используют квадрокоптеры и в спасательных миссиях. Периодически жизнь людей и сохранность ценного имущества зависят от точности планирования операции. В таких случаях коптеры позволяют оперативно собрать нужные разведданные и организовать мероприятия с учетом всех особенностей местности.

Решение «под ключ» для предприятий агарного сектора

Специализированный комплекс для сельского хозяйства охватывает весь спектр задач, выполняемых беспилотной авиацией. В его составе используются летательные аппараты и дополнительное оборудование производства компании DJI, все компоненты работают в общей экосистеме для успешной координации работ.

В состав данного комплекса входит обновлённый высокопроизводительный дрон для распыления удобрений и ядохимикатов Agras T16, компактные квадрокоптеры для задач картографии, мультиспектральной съёмки и мониторинга, а также всё необходимое наземное оборудование.

Полный цикл сельскохозяйственных работ с применением БПЛА:

  1. Кадастровая съёмка, картографирование, определение границ земельных участков;
  2. Анализ плодородности почвы, планирование посевной кампании;
  3. Регулярный мониторинг посевов, определение слабых и поражённых паразитами растений;
  4. Адресное распыление пестицидов, гербицидов и жидких удобрений;
  5. Определение степени созревания урожая и выявление оптимальных временных интервалов для сбора.

Agras T16

DJI Agras T16 — незаменимый инструмент для аграриев. Дрон в связке с дополнительный аппаратным и программным обеспечением позволит решить одну из основных проблем сельскохозяйственных предприятий — адресное и точное опрыскивание растений с большей эффективностью по сравнению с самолётами и вертолётами.

Смотрите про коптеры:  sail boat rc на АлиЭкспресс — купить онлайн по выгодной цене

Бак дрона вмещает 16 л жидкости, а диаметр распыления увеличен до 6,5 м. Система опрыскивания оснащена четырьмя подающими насосами и восемью форсунками с максимальной производительностью 4,8 л/мин. T16 обрабатывает за один час участок в 10 га.

DJI Phantom 4 RTK


Дрон используется для построения ортофотопланов полей, снятия координат точек, необходимых для планирование миссий Agras T16 и определения границ и размеров земельных участков.

https://www.youtube.com/watch?v=5kEGVWO_Sts

P4 Multispectral

Дрон с уникальной полезной нагрузкой собирает данные в видимом диапазоне и в шести невидимых глазу каналах спектра. Мультиспектральные ортофотопланы ложатся в основу оценки плодородности почвы, состояния посевов и степени созревания урожая. Программное обеспечения DJI Terra позволяет визуализировать на карте вегетационные индексы NDVI, GNDVI, NDRE, LCI и OSAVI.

На мультиспектральном ортофотоплане видны все возможные отклонения и изменения в качестве растений, это необходимо для того, чтобы быстро принимать верные решения по обработке культур на ранней стадии поражения. Также P4 Multispectral позволяет видеть реально засеянную, а не кадастровую площадь полей и обнаруживать сорные растения других видов.

Наземное оборудование и программное обеспечение

Всё необходимое для успешного применение дронов — в комплекте, вам не придётся приобретать дополнительные компоненты. Комплекс включает:

  • Мобильную станцию D-RTK 2 High Precision GNSS;
  • 4-канальное зарядное устройство для аккумулятора DJI Agras T16;
  • ПО DJI GS Pro (TeamProfessional) с лицензией на 1 год;
  • ПО DJI Terra Basic с лицензией на 1 год.

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.

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.

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 2021 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 2021 году, но этого пока так и не произошло.

Эффективный квадрокоптер

При создании коптера одним из важнейших параметров является время автономного полёта. Если вы хотите, что бы ваш коптер летал как можно дольше, моторы и их несущие винты должны работать в оптимальном режиме с максимальным КПД. Для решения данной задачи нами был спроектирован специальный измерительный стенд, речь о котором и пойдет в данной статье.

Использование дронов для анализа состава воздуха

Мы занимаемся созданием бесколлекторных моторов и недавно у нас был заказ на мотор для квадрокоптера с тягой не менее 2 Кг на каждый винт. До этого мы не делали моторы под воздушный винт и нам был необходим метод измерения и стенд для мотора с винтом.

Прежде чем начать выбирать оптимальный мотор и винт под него, сперва нужно разобраться какие потери возникают в моторах.

Основными источниками потерь в бесколлекторных моторах являются железо статора и его обмотка.

Потери на железе возникают из-за его перемагничивания. Данные потери условно можно считать пропорциональными оборотам мотора и они задают минимальную потребляемую энергию мотора. Так, например, если вы возьмете большой и мощный мотор для маленького коптера с маленьким винтом, то ничего хорошего у вас не получится. Мотор просто будет вращаться вхолостую с нулевым КПД и греть железо в статоре.

Потери в медной проволоке наоборот не зависят от оборотов, а зависят от тока/потребляемой мощности. Данные потери ограничивают максимальную мощность, которую способен выдать мотор не перегревшись.

Вторым важным элементом при выборе мотора является винт. Малые винты обладают более низкими показателями эффективности г/Вт(1 грамм подъёмной силы/1 Ватт потребляемой мощности), но маленькие винты более динамичны и позволяют быстро набрать скорость на гоночных коптерах. Для достижения максимального времени полёта винт должен соответствовать максимально эффективному режиму работы мотора.

Однако если мы захотим подобрать оптимальные комплектующие для своего коптера, то мы столкнемся с большой проблемой при их выборе. Производители дают минимальный набор характеристик для своего товара. По винтам вообще невозможно найти какой либо информации кроме их размера.

Функционал стенда

На данный момент несколько производителей уже представили на рынок свои стенды. Однако их возможности не сильно превосходит функционал кухонных весов. И данные стенды не способны дать всех характеристик при работе мотора.

Нам же от стенда были необходимы следующие параметры: потребляемая мощность, обороты мотора, тяга винта, момент создаваемый винтом, КПД мотора, эффективность мотора, винта.

Исходя из этих параметров мы спроектировали конструкцию стенда и снабдили его всеми необходимыми датчиками.

Использование дронов для анализа состава воздуха

Для измерения силы тяги и момента были выбраны хорошо распространённые сейчас датчики с тензосопротивлением. Они обладают хорошей жесткостью и высокой точностью измерения и очень удачно подходят по своей конструкции.

Для измерения остальных параметров были выбраны стандартные для этого датчики: полупроводниковое термосопротивление для температуры, акселерометр для замера вибраций, датчик тока на эффекте холла для измерения тока и делитель для напряжения…

Сердцем нашего стенда является микроконтроллер ATMega328 на плате Arduino Nano. Он собирает показания с датчиков, обрабатывает их и выводит на экран. Данный микроконтроллер оптимально подходит для данной задачи. Он обладает минимальной ценой, не привередлив к питанию, стабилен и имеет достаточное количество интерфейсов для данной задачи.

В результате нашей работы был получен стенд со следующими параметрами:

  • Питание через BEC модулю контроллера 5-9В, либо через micro USB
  • Измерение тяги до 5Кг с точностью -5г
  • Измерение момента до 3Кг/см с точностью -5г/см
  • Измерение напряжения до 30В с точность -0.2В
  • Измерение тока до 30А с точностью -0.1А
  • Измерение КПД с точностью -2.5%
  • Возможность измерения оборотов винта в диапазоне 1000-15000RPM
  • Возможность измерения относительных вибраций.(Можно использовать этот параметр для балансировки мотора с винтом путём уменьшения параметра вибраций)
  • Измерение температуры мотора (*на данный момент не полностью реализовано в стенде, нами использовался отдельно подключенный датчик)
  • Возможность управления педалью “газа” прямо с пульта

Тестирование

Мы испытали наш стенд на распространенном китайском моторе 2212 и на нашем моторе.

Использование дронов для анализа состава воздуха

Китайский мотор во всём диапазоне не смог выдать КПД выше 50%, а его эффективность составила около 4-5г/Ватт. Наш же смог показать КПД выше 70%, при этом он работал на минимуме своей мощности(тест был в пике до 500Вт, теоретический максимум 1500Вт), т.к. размер тестируемого винта маловат для него и с большем винтом КПД только возрастёт. Эффективность же у нас получилась 9г/Ватт. Так что даже с учетом гораздо большего веса мотора, даже небольшой коптер с нашим мотором смог бы летать дольше.)

Экономный вариант

Стенд описанный в данной статье является достаточно сложным и предназначен для точной проработки силовых агрегатов дрона. Для случая, когда охото сэкономить и узнать просто тягу мотора, нами был сделан простой, дешевый адаптер способный выполнить данную функцию.

Использование дронов для анализа состава воздуха

Данный адаптер крепится одним концом к мотору, вторым к бутылке с водой. Бутылка устанавливается на весы. Далее мотор запускается и тяга измеряется по показаниям весов.

Использование дронов для анализа состава воздуха

Крепление на адаптере сделано универсальным и подходит практически под все распространенные моторы. На втором конце адаптера находится резьба для накручивания на 5ти литровую бутылку.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector