Как мы делали дрон, который не боится упасть, и что общего между архитектурой, роботом-манипулятором и коптером / Блог компании Город Иннополис / Хабр

Что такое fpv?

First-person view — вид от первого лица.

First Person View (сокр. FPV) — вид от первого лица. Такой аббревиатурой называют одно из направлений радиоуправляемого авиамоделизма. В данном случае осуществляется не только управление авиамоделью по радиоканалу системы радиоуправления, но и приём с модели видео изображения по дополнительному видео-радиоканалу в режиме реального времени. Пилот, управляющий авиамоделью, видит изображение, получаемое с видеокамеры при помощи устройств отображения: мониторов, телевизоров, видео-очков, видео-шлемов.

Разделяют две подгруппы направления: Low Range FPV и Long Range FPV. В первом случае используют стандартный набор для FPV, включающий маломощный передатчик видеосигнала, позволяющий летать в зоне действия стандартного передатчика радиоуправления. Для дальних полетов используют усилители мощности или более мощные передатчики как для управления моделью, так и для передачи с неё видеосигнала.

На носу у квадрокоптера камера, которая снимает все происходящее и передает изображение на очки пилота. Вы как будто в воздухе и летаете.

Существует множество разных очков и две основных технологии передачи видео. Аналоговая и цифровая технология.

Первое видео, в котором пилот тренируется на гоночном квадрокоптере, видно, что такое аналоговая система FPV. Картинка похожа на ту, что мы видели в детстве на аналоговом ТВ. Она может быть с кучей помех, но при этом у нее минимальный латенси (нет лагов), с дальностью картинка постепенно шумит все больше и больше.

Цифровое FPV пока еще сырая технология, но у меня никаких нареканий нет. Из минусов которые могут быть, можно очевидно выделить — лаги или даже фризы (зависания картинки). Но такие системы как DJI FPV, местами даже более пробивные через стены и на расстояние чем аналоговые.

Как мы делали дрон, который не боится упасть, и что общего между архитектурой, роботом-манипулятором и коптером / Блог компании Город Иннополис / Хабр
(DJI FPV)

Более подробно рассмотрим комплектующие для FPV в следующих статьях этого цикла.

Dji (ryze) tello

Размер: 5Полетные характеристики: 3Время полета: 3Передача данных, пульт: 3 Камера: 4 (для своего класса)Дополнительные функции: 4Средний балл: 3,7

Tello, конечно, никак не назовешь новинкой, но это настолько выдающийся дрон в своем классе, что обойти его стороной в таком топе просто невозможно.

Он весит уже побольше Syma (80 граммов), но использовать Tello на ветру мы точно не рекомендуем. У мини-дрона вполне приличная для своего класса 5-мегапиксельная HD-камера с электронной стабилизацией, но, если вы хотите квадрокоптер для съемки, все-таки советуем обратить внимание на следующие устройства из топа.

Хотя модель спроектирована стартапом Ryze, в ее основе лежат технологии от DJI, поэтому тут вы найдете целый набор автоматических режимов полета и съемки — от селфи до «Орбиты», а также взлет и посадку на ладонь. 

Приличные для своего класса 13 минут работы на одном заряде, подключение по Wi-Fi и диапазон в сто метров — также плюсы этого малыша. И Tello по-прежнему лучший дрон для обучения подростков основам робототехники: его можно запрограммировать на выполнение различных сценариев с помощью интуитивно понятного языка Scratch.

Но в этом мире нет ничего идеального — Tello управляется только со смартфона, у него нет памяти на борту и пульта управления.

Dji fpv

Размер: 4Полетные характеристики: 5Время полета: 3Передача данных, пульт: 5Камера: 5Дополнительные функции: 4 Средний балл: 4,3

А вот и новинка 2021 года — инновационный FPV-дрон от DJI. FPV означает вид от первого лица: камера с дрона передает изображение на VR-очки, которые носит пилот (можно использовать и монитор), так что создается впечатление, что вы находитесь в кабине беспилотника.

Вообще FPV-дроны и гонки на таких устройствах — целая новая киберспортивная дисциплина и шоу, собирающее миллионы просмотров. Так вот, DJI FPV — это простой и удобный старт для всех, кто хочет почувствовать себя настоящим гонщиком будущего.

В комплекте идут очень крутые очки, имеется специальный симулятор для обучения элементам FPV-гонок, а также настоящий стоп-кран! 

С другой стороны, это не профессиональный гоночный дрон: он не такой маневренный и его ремонт обойдется дороже собранных самостоятельно FPV-дронов, поэтому для гонщиков-профи эта модель будет не так интересна. Квадрокоптер может летать примерно 20 минут (в безветренную погоду на скорости 40 км/ч), что несколько ниже средних показателей дронов, ориентированных на видеосъемку.

Хотя сам квадрокоптер можно было бы отнести и к среднему сегменту (он стоит примерно столько же, сколько Mavic Air 2), в комплекте с FPV-очками и пультом управления, которые будут неотъемлемой частью экспириенса, стоимость DJI FPV легко переваливает за 100 тысяч рублей.

Dji mavic 2 pro

Размер: 4Полетные характеристики: 5Время полета: 5Передача данных, пульт: 5Камера: 5Дополнительные функции: 5 Средний балл: 4,8

Если вам нужен дрон для профессиональной видеосъемки, который поместится в рюкзак, то у Mavic 2 Pro по сути нет конкурентов. Для этого топа мы выбрали Pro, а не Zoom, как несколько более навороченный вариант в плане камеры, однако во всем остальном две версии идентичны.

Мы уже рассматривали сильные и слабые стороны второго поколения «мавиков», и главный их минус — высокая цена. Конечно, время полета в 31 минуту по-прежнему остается ограничивающим фактором для многих задач, но квадрокоптеры потребительского уровня пока не могут решить эту проблему радикально.

В остальном это почти идеальный дрон для съемки: 1-дюймовая 20-мегапиксельная матрица, соединение OcuSync 2.0, куча автоматических режимов съемки, а также продвинутая система ухода от препятствий. Pro 2 крупнее как модели первого поколения, так и Air 2, но для более качественной камеры пришлось пойти на некоторые компромиссы по отношению к компактности.

Dji mavic air 2

Размер: 5Полетные характеристики: 4Время полета: 5Передача данных, пульт: 5Камера: 5Дополнительные функции: 5 Средний балл: 4,8

DJI Mavic Air 2 прочно входит в топы лучших потребительских дронов. И это не странно, ведь у DJI получилось сделать суперсбалансированную модель. Air 2 отлично снимает, отлично летает, отлично складывается и при этом сохраняет вменяемую цену. 

Камера оснащена достаточно крупной 1/2-дюймовой матрицей, что помогает при съемке в слабом освещении. Дрон снимает 4K/60p и 1080p слоу-мо на 240 к/с. Также у Mavic Air 2 новый пульт управления с системой OcuSync 2.0, а сам сигнал гораздо более стабильный по сравнению с Wi-Fi. 

Mavic Air 2 стал золотой серединой между более простым Mini 2 и профессиональными Mavic 2 Pro и Zoom. Подробнее почитать о Mavic Air 2 можно в нашем обзоре.

Dji mavic pro platinum

Рассмотренные выше дроны имеют одну неприятную особенность — они имеют крупные размеры. Добраться до точки старта с таким девайсом проще всего на автомобиле. Если же у вас нет личного транспорта, то придется запастись специальным рюкзаком. Но можно ли купить хороший квадрокоптер с камерой, имеющий миниатюрные размеры? Да, DJI Mavic Pro Platinum удивляет именно своими габаритами.

Нельзя сказать, что этот дрон совсем маленький. Проще всего его сравнить с внешним аккумулятором емкостью, допустим, 10000 мАч. У устройства складываются стойки с пропеллерами, благодаря чему дрон легко можно кинуть в карман куртки — там с ним ничего не случится.

При этом от продвинутого «фантома» девайс отличается только меньшим количеством оптических и ультразвуковых датчиков. То есть, если квадрокоптер полетит влево или назад — нужно убедиться, что там нет препятствий. А вот происходящее спереди устройство различает исправно.

Данным дроном можно управлять со смартфона, делая фотографии себя любимого. Но телефон является серьезным ограничением, ведь сигнал Wi-Fi даже на открытом пространстве пробивается не слишком далеко. Поэтому лучше взять в руки пульт, отпустив малыша на волю.

В это сложно поверить, но такой миниатюрный дрон может улететь на четырехкилометровое расстояние! Процесс полета записывается в 4K-разрешении. Однако если вам требуется высокая частота, то лучше снизить этот параметр до Full HD. Приятно, что положение камеры можно менять по трём осям.

Казалось бы, маленький дрон не может летать долго — аккумулятор быстро сядет. Но компания DJI удивляет и в этом плане. Её крохотный по меркам «фантомов» квадрокоптер тоже летает около получаса. Кстати, существует слегка усечённая версия Mavic Pro, лишенная приставки «Platinum».

Её комплект более скуден, а время полета у такого дрона меньше примерно на 3-4 минуты. Тем не менее, и такой результат хорош — об экономии нескольких десятков тысяч рублей вполне можно подумать. Что касается DJI Mavic Pro Platinum, то эта версия продается в России примерно за 100 тыс. рублей.

Dji mini 2

Размер: 5Полетные характеристики: 4Время полета: 5Передача данных, пульт: 5 Камера: 5Дополнительные функции: 4Средний балл: 4,7

Вот мы и дошли до короля бюджетных дронов (к сожалению, по текущему курсу он медленно, но верно движется к среднему сегменту) — DJI Mini 2. Подробный обзор этого квадрокоптера 2020 года можно почитать тут. А мы напомним самое главное, за что же так любим второй «мини».

От старших братьев Mini 2 получил систему связи OcuSync 2.0 и кучу различных автоматических режимов полета. Обновленные моторы позволяют Mini 2 выдерживать ветер скоростью до 11 м/с, так что это уже полноценный полетный дрон. Хотя отсутствие сенсоров ухода от препятствий может усложнить жизнь некоторым новичкам.

Dji phantom 4 pro

  • Камера: 20 Мп (внешняя)
  • Тип управления: радиоканал
  • Дальность управления: 3500 м
  • Время полета: 30 мин

В момент своего анонса этот квадрокоптер вызвал дикий ажиотаж. Изделие получило огромное количество всевозможных датчиков, благодаря которым и возврат домой осуществляется, и препятствия огибаются. Но больше всего людей поразила функция «Следование за оператором». В этом режиме можно отложить пульт в сторону, дрон же продолжит снимать вас, куда бы вы не двинулись.

Смотрите про коптеры:  Что такое квадрокоптер, его предназначение, цена, как устроен, цены

Как и любой «фантом», этот девайс способен улететь на огромное расстояние. Под ним находится высококачественная камера, прикрученная к трёхосевому подвесу. Максимально пользователю доступна 4K-видеосъемка. Что немаловажно, при таком разрешении частота не падает ниже 60 кадров/с!

В воздухе изделие может находиться примерно полчаса. Если этого покажется мало, то можно запастись дополнительным аккумулятором. Но стоит он дорого — более 10 тыс. рублей. Связано это с наличием в нём всяческой электроники, следящей за точным состоянием батареи. Да и сам DJI Phantom 4 PRO нельзя назвать дешевым — в России его продают примерно за 120 тыс. рублей.

Dji spark

  • Камера: 12 Мп (встроенная)
  • Тип управления: радиоканал, Wi-Fi
  • Дальность управления: 500 м (радиоканал) / 100 м (Wi-Fi)
  • Время полета: 16 мин

Ещё один относительно недорогой и хороший квадрокоптер с камерой. За него тоже просят примерно 35 тыс. рублей. Фактически он является близнецом DJI Mavic Pro, рассмотренного чуть выше. Однако в плане характеристик это изделие заметно упрощено, в связи с чем и ценник получился почти в три раза меньше.

Устройство тоже легко складывается и помещается в карман куртки. Как и старший собрат, DJI Spark умеет следовать за человеком, снимая его в этот момент. Только вот делает он это уже при помощи более скромной камеры, которая, к тому же, вмонтирована в корпус.

Тем не менее, её положение всё ещё можно менять, пусть и только по двум осям. Да и какой-то оптический стабилизатор здесь присутствует — картинку совершенно не трясёт. К слову говоря, 4K-разрешение здесь недоступно, придется ограничиваться съемкой в Full HD.

Изделие оснащено большим количеством датчиков, в том числе и хорошим навигационным модулем. А вот аккумулятор здесь не самый ёмкий. Его полного заряда хватает примерно на 16 минут полета. Впрочем, этого вполне достаточно, ведь далеко дрон не улетит — к сожалению, это ещё одно его ограничение.

Несмотря на присутствующие у Spark недостатки, сейчас это один из самых продаваемых квадрокоптеров от компании DJI. Им пользуются даже видеоблогеры, которые пока не могут позволить себе гораздо более дорогого собрата этого дрона.

Hubsan zino 2

Размер: 5Полетные характеристики: 4Время полета: 5Передача данных, пульт: 4 Камера: 5Дополнительные функции: 4Средний балл: 4,5

Hubsan не слишком популярная компания на западном рынке, поэтому вы вряд ли найдете Zino 2 среди топов лучших квадрокоптеров на иностранных сайтах. Однако эта модель китайского бренда по праву может считаться одним из лучших среднебюджетных дронов.

Он не уступает предложениям DJI в этом ценовом сегменте, а в чем-то даже превосходит их, причем стоит Zino 2 почти столько же, сколько упомянутый ранее Mini 2.

Модель снимает 4К-видео на 60 к/с с максимальным битрейтом в 100 Мбит/с, камера установлена на съемном 3-осевом механическом подвесе — ее можно снять для удобства транспортировки. Добавляет очков в плане транспортабельности и складная конструкция.

На одном заряде дрон способен пролететь до 33 минут при скорости, равной 25 км/ч. Квадрокоптер хорошо справляется с ветром, а максимальная дистанция передатчика составляет 8 км. Пульт управления есть в комплекте.

Среди минусов Zino 2 — системы ухода от препятствий в нем нет, также защита пропеллеров отсутствует в комплекте.

Parrot anafi

Размер: 5Полетные характеристики: 4Время полета: 3Передача данных, пульт: 3Камера: 4Дополнительные функции: 4Средний балл: 3,8

В нашем списке еще один квадрокоптер, который не назовешь новинкой, но он все еще хорош и о нем не стоит забывать! Это прекрасный дрон для видеосъемки: камера с 21-мегапиксельной матрицей, цифровым зумом без потерь и неплохим диапазоном фокусных расстояний.

Четверку за камеру Anafi получил из-за того, что механическая стабилизация осуществляется только по двум осям (по третьей оси — электронная), в отличие от трехосевой механической стабилизации у конкурентов. С другой стороны, уникальная особенность этого квадрокоптера — стабилизационный подвес, с помощью которого можно направлять камеру не только вертикально вниз, как в большинстве дронов, но и вертикально вверх.

Однако по ряду параметров уже начинает сказываться возраст модели. Anafi уступает конкурентам по времени полета на одном заряде батареи (25 минут). Также дрон не имеет системы ухода от препятствий, поэтому полагаться на помощь электроники при управлении не приходится. А связь по Wi-Fi порой страдает от помех.

Powervision poweregg x wizard

Размер: 5Полетные характеристики: 5Время полета: 4Передача данных, пульт: 4Камера: 4Дополнительные функции: 5 Средний балл: 4,5

Еще один необычный дрон в нашем списке. PowerEgg X впервые был представлен в начале 2020 года и в итоге поступил в продажу в двух вариантах —  Explorer и Wizard. Нас больше всего интересует версия Wizard, ведь именно в такой комплектации дрон может спокойно летать в дождь и даже садиться на воду.

Квадрокоптер имеет модульную конструкцию, поэтому его также можно использовать как портативную камеру на стабилизационном подвесе.

У дрона отличные полетные характеристики и множество автоматических режимов с алгоритмами искусственного интеллекта. Однако есть у модели и свои минусы. Хотя при хорошем освещении дрон может снимать достойное 4K-видео, но 12-мегапиксельная 1/2,8-дюймовая матрица с фиксированной диафрагмой и фиксированным фокусом не может конкурировать со вторым поколением DJI Mavic.

Syma x20

Размер: 5 (нанодрон)Полетные характеристики: 3Время полета: 2Передача данных, пульт: 4 (даем четверку за отдельный пульт управления и не забываем, что все-таки это игрушка, а не профи-модель)Камера: –Дополнительные функции: 3Средний балл: 3,4

Начнем с самого интересного, по нашему мнению, представителя игрушечных (их также называют микро- и нанодронами) квадрокоптеров. Это беспилотники, которые используют для развлечения и обучения полетам. Их можно спокойно дарить детям (не боясь, что ребенок сломает какой-нибудь дорогущий Mavic). 

Так вот, Syma X20 — прекрасный вариант познакомиться с беспилотными устройствами и научиться управлять квадрокоптером (а оператор дронов — это профессия будущего). В отличие от многих моделей в данном классе у Syma ударопрочная конструкция и целый набор дополнительных функций, среди которых автовзлет, удержание высоты с флипами (кувырками), автоматическая посадка при низком заряде батареи. В комплекте вы найдете пульт управления дроном.

Конечно, это не серьезная полетная модель — на одном заряде он летает около 5 минут. Максимальная дальность полета — всего 70 метров (что логично при таком времени полета). Ну и с ветром этот нанодрон не дружит. И да, у него вообще нет камеры (обещаем, дальше это будет топ квадрокоптеров исключительно с камерой), хотя в козявке, которая весит 22 грамма и стоит меньше 2000 рублей, ее просто не могло быть.

Xiaomi mi drone 4k

  • Камера: 2160p (внешняя)
  • Тип управления: радиоканал
  • Дальность управления: 2000 м
  • Время полета: 27 мин

Компания Xiaomi выпускает, как кажется, абсолютно всё. От зонтов до квадрокоптера Mi Drone 4K. Этот девайс продается в нашей стране примерно за 35 тыс. рублей. Но не исключено, что где-то его можно приобрести и ещё дешевле. По своим характеристикам он сравним с каким-нибудь вторым или третьим «фантомом».

В частности, здесь тоже имеются навигационный чип и несколько других вспомогательных датчиков. На крупные препятствия реагирует ультразвук, поэтому врезаться в дом дрону не удастся. Ещё здесь присутствует камера, дополненная отличным трёхосевым подвесом.

То есть, вы можете наклонять квадрокоптер вправо, влево, вперед, назад — горизонт ни в одном из случаев не завалится. Камера умеет снимать в 4K-разрешении, но лучше остановиться на Full HD. Качество картинки весьма приятное — оно уступает только камерам, которые стоят дороже этого самого дрона.

Увы, но это далеко не идеальный среднебюджетный квадрокоптер. У него есть пара ярко выраженных проблем:

  • Использовать устройство предлагается в паре со специальным приложением, которое нужно установить на свой смартфон.
  • Первые 300 минут полета будут в режиме новичка, когда будут действовать многие ограничения. На самом деле это сущий бред, ведь новички столь крупные квадрокоптеры не покупают — они учатся летать на более компактных и дешевых моделях.
  • Передача картинки на смартфон осуществляется по USB-кабелю. Если этот порт является низкоскоростным, то картинка будет едва понятна, а на большое расстояние дрон попросту не улетит.
  • Дальность полета вообще не радует. В характеристиках заявлены 2000 м, но на практике проблемы могут начаться гораздо раньше.
  • Неприятные чувства вызывает ограничение в виде 120-метровой высоты. Квадрокоптер мог бы подняться и выше, но эта возможность заблокирована даже после отключения режима новичка.
  • В некоторых экземплярах отказывается калиброваться цифровой компас. А это может однажды привести к печальным последствиям. Говорят, что с новой версией прошивки эта проблема устранена.

Словом, дрон у Xiaomi получился неплохим, но со своими недостатками. Однако рассмотреть вариант его покупки вполне можно. Но многие люди предпочтут подождать выпуска второй модели.

Дрессированый комар

Белый Ryze Tello — громко пищит и быстро летает. Максимальная скорость — 29 километров в час. Необычно подвижный аппарат легко вращается вокруг своей оси, распознает препятствия, выполняет кульбиты. Есть режим «Подбрось и лети», дрон стабильно удерживает заданную позицию.

Батареи на 1100 хватает на 13 минут. Радиус действия до 100 метров, максимальная высота 30 метров. В корпус вмонтирована камера на пять мегапикселей с углом обзора 82,6 градуса и HD разрешением 1280 на 720. Изображение транслируется на смартфон. Дрон совместим с Beatles-контроллером и VR очками.

В комплекте нет пульта управления, поэтому необходимо загрузить на свой гаджет фирменное мобильное приложение. Умеет делать панорамное видео в режиме 360 градусов. Основные режимы: мячик, дрони, самолетик, 360, круг, циркуль. Вес 70 грамм. Есть подсветка.

Главный недостаток — нет своей SD-карты, придется писать прямо на память телефона. Оптический датчик, определяющий расстояние до земли, не позволяет устройству точно рассчитать расстояние до твердых объектов в ночное время, что чревато экстремальным приземлением.

Смотрите про коптеры:  Квадрокоптеры с камерой купить недорого в Москве - каталог с ценами интернет-магазинов на

Основная фишка — возможность дрессировки. Это один из немногих серийных аппаратов с открытым доступом к перепрограммированию с помощью языка Scratch. Купив несколько «комаров», можно устроить воздушные танцы. Процесс прошивки новых команд прост и понятен даже детям.

Отличный вариант для тех, кто ищет полезные, развивающие игрушки.

Дрон из банки

Квадрокоптер DJI Mavic Mini Combo — лучший представитель легкокрылого семейства. Инженерам удалось невозможное — уместить оборудование для полупрофессиональной съемки в 249-граммовое тело. В сложенном виде дрон легко поместить в карман или в банку, которая по совместительству является зарядным устройством.

К сожалению, в комплект не входит. Зато в полной комплектации есть зарядное устройство для пульта управления, 3 аккумулятора, чехол (он же зарядка) и повербанк для съемных батарей. Три батареи по 2400 ампер-часов суммарно способны удержать квадрокоптер в воздухе до 90 минут. Для любителей летать по лесам, в коробку положили мощную защиту на лопасти.

Этот аппаратик смело можно брать на природу.

Мощные Wi-Fi-антенны, позволяют контролировать дрон на высоте до 500 метров и на расстоянии до двух километров. Некоторые пользователи в отзывах сообщали о трехкилометровой дальности.

Квадрокоптер оснащен качественной камерой с разрешением 2,7К и 60 FPS, угол обзора 83 градуса. Снимете четкое детализированное видео без «мыла». К пульту управления можно подключить телефон или VR-шлем.

Для работы с видео устанавливается специальное приложение с доступом к списку команд и видеоредактором. Дополнительно можно поставить программку, которая будет показывать, в каких зонах можно летать. Аппарат рассчитан на любительскую и полупрофессиональную съемку. Все функции автоматизированы — достаточно выбрать нужную опцию.

*{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)}Как мы делали дрон, который не боится упасть, и что общего между архитектурой, роботом-манипулятором и коптером / Блог компании Город Иннополис / Хабр» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen>

Камеру удерживает трехосевой подвес, обеспечивающий стабильный кадр, не трясется даже при сильном ветре. Скорость полета — 47 км в час по горизонтали и 15 по вертикали. Есть GPS — может вернуться на базу или полететь по заданным координатам.

Учитывая ограничения по размерам, DJI Mavic Mini Combo — лучший в своем роде. 

Защитные конструкции

Наиболее прямолинейный подход избежать последствий падения или столкновения БПЛА — защитная клетка и прочие защитные конструкции. Здесь две задачи — защищать дрон от повреждений и защищать среду, где работает дрон, и людей в ней от дрона.

Базовый вариант конструкции, относящейся скорее к защите людей от дрона, — защита пропеллера.

Как мы делали дрон, который не боится упасть, и что общего между архитектурой, роботом-манипулятором и коптером / Блог компании Город Иннополис / Хабр
Дрон AR.Drone 2.0 с защитой пропеллеров. Источник

Есть еще забавные решения, вдохновленные оригами, со складными гибкими конструкциями защиты пропеллеров (и даже конструкции рамы), развитие которым дала группа профессора Дарио Флореано в EPFL.

Превалирующей конструкцией защиты самого дрона (а вместе с тем и людей от него) является защитная клетка. Сам квадрокоптер находится внутри клетки.

Как мы делали дрон, который не боится упасть, и что общего между архитектурой, роботом-манипулятором и коптером / Блог компании Город Иннополис / Хабр
Дрон Clover от российской COEX

Российская компания COEX делает дроны для учебных целей, которые по умолчанию имеют защиту пропеллеров, а опционально — защитную клетку.

Как мы делали дрон, который не боится упасть, и что общего между архитектурой, роботом-манипулятором и коптером / Блог компании Город Иннополис / Хабр
Дрон Flyability ELIOS

Швейцарская (Швейцария — столица дроностроения?) компания Flyability — выпускает, пожалуй, самый коммерчески успешный коптер ELIOS с защитной клеткой для выполнения инспекций внутри помещений. Оригинальность конструкции состоит в креплении защитной клетки к раме коптера на подвижном подвесе с возможностью стабилизации.

Как мы делали дрон, который не боится упасть, и что общего между архитектурой, роботом-манипулятором и коптером / Блог компании Город Иннополис / Хабр
Дрон Dronistics

Стартап Dronistics из EPFL (опять Швейцария, это выходцы из группы Dario Floreano) предлагает дрон со складной клеткой для безопасной доставки грузов.

Недостатком таких дронов является увеличение массы конструкции — нужно носить с собой защитную клетку и элементы крепления к БПЛА. Стремление снизить массу защитной конструкции приводит к снижению ее прочности.

Игрушечные дроны

Как выбрать квадрокоптер для ребенка? Конечно же, купить тот, что стоит небольших денег. Можно не сомневаться, что рано или поздно ребенок обязательно сломает свой подарок. Будет очень жаль, если из строя выйдет какой-нибудь высокобюджетный квадрокоптер, умеющий летать на огромное расстояние.

Впрочем, совсем скупиться тоже не стоит. Наиболее дешевые устройства имеют ряд недостатков. Вплоть до того, что вам может прийти попросту нерабочий дрон! Поэтому при заказе устройства в китайском интернет-магазине обязательно смотрите отзывы на товар.

Игрушечными квадрокоптеры для детей называются чисто условно. Такие изделия имеют миниатюрный размер, а их пропеллеры чаще всего вращаются внутри защитных дуг. Подобные устройства предназначены для полета только внутри помещений. Если вынести девайс на улицу, то внезапный порыв ветра спокойно опрокинет его на землю.

Создатели сверхбюджетных квадрокоптеров часто экономят на органах управления, поэтому радиус действия комплектного пульта может быть очень маленьким. А иногда управлять приходится вовсе со смартфона. Другим ограничением детских дронов является непродолжительная работа — редкая модель способна держаться в воздухе больше шести-восьми минут. И далеко не у каждого бюджетного квадрокоптера имеется возможность быстро сменить аккумулятор.

Словом, такие дроны предназначены только для детей. Взрослому человеку управление квадрокоптером в помещении быстро наскучит. Также подобные устройства не предлагают никаких дополнительных функций — автоматической посадки, флипа и чего-то ещё. Даже учиться управлению на таких квадрокоптерах не рекомендуется — у более продвинутого девайса пульт будет совершенно другим, вместо кнопок будут использоваться рычаги.

Стоимость изготовления миниатюрного игрушечного дрона является копеечной. В связи с этим купить его можно за 1-4 тыс. рублей. Дороже стоят уже чуть более продвинутые модели. Об их критериях выбора мы поговорим уже гораздо подробнее.

Итак, как квадрокоптер лучше выбрать, с пультом или без?

Возможность управления со смартфона будет интересна ребенку. Это хорошая функция для использования дрона в помещении. Однако на улице это вообще не вариант! Связь с квадрокоптером осуществляется при помощи модуля Wi-Fi, а он не является дальнобойным.

К слову говоря, пульты тоже бывают разными! С дешевыми моделями поставляется пульт, который предлагает набирать высоту и поворачивать при помощи кнопок. В будущем вы обязательно поймёте, что это неудобно. Клавиши банально не предлагают выбрать быстроту набора скорости и высоты, у дрона будут зафиксированы лишь крайние значения.

Если вы думаете над тем, какой квадрокоптер выбрать для съемки, то ориентируйтесь строго на модели, на пульте которых присутствуют специальные рычаги. Такие стики позволяют набирать скорость максимально плавно. Да и регулируемая скорость поворота — это тоже хорошо.

Дополним наш ответ на вопрос «Как выбрать квадрокоптер с камерой?». Обязательно обратите внимание на то, как именно транслируется картинка с камеры. Наиболее дорогие пульты обладают собственным дисплеем, где можно увидеть и изображение с камеры, и некоторые параметры полета.

Проблемы управления

Основная проблема управления по сравнению с обычным жестким дроном — вибрации, которые, во-первых, больше по амплитуде, во-вторых, разные для контроллера и различных двигателей, т.к. они установлены на различных балках (хотя это же может быть и плюсом — виброразвязка).

Ранние тесты тенсодрона на подвесе: вибрации (извините за вертикальное видео)Ранние тесты тенсодрона в полете: вибрации

Мы не одиноки

Оказывается, у нас был конкурент.

Еще в начале (почти год назад), когда мы делали прототип, мы нашли это видео от ребят из Imperial College London:

 

Авторы пришли к той же идее, что и мы: применение тенсегрити для дронов — это интересно. 

Т.к. никаких подробностей по конструкции и, тем более, прототипа представлено не было, свои работы мы продолжили.

Уже потом, когда у нас был летающий образец, мы получили отчет той же группы: 

Как мы делали дрон, который не боится упасть, и что общего между архитектурой, роботом-манипулятором и коптером / Блог компании Город Иннополис / Хабр
Отчет Hayden Cotgrove, Christopher Turner, Zachary Yamaoka Tensegrity Drones. Ссылка уже не работает

Во-первых, прототип у них не полетел. Во-вторых, их конструкция — это жесткий дрон внутри тенсегрити-клетки, у нас же элементы дрона встроены в тенсегрити-структуру, которая тем самым является и фреймом и клеткой одновременно. Таким образом, здесь как концептуальные проблемы, так и проблемы качественной реализации.

Возвращаемся к проблемам управления и вибрации. Вот, что написано в отчете Hayden Cotgrove, Christopher Turner, Zachary Yamaoka:

Results
The drone was able to hover for short periods, thus proving that it is possible for tensegrity drones to fly. However, the propellers struggled to lift the drone for a couple of reasons:

  • The tensegrity structure was much heavier than the corresponding rigid structure as it made mostly from thick MDF, rather than thin carbon-fibre 
  • The tensegrity structure vibrated a lot as the outside structure was not stiff enough, despite the motors being held on one rigid plane 
  • The payload also vibrated too much, occasionally colliding the propellers

Данные проблемы мы решаем с двух сторон — улучшением конструкции для уменьшения вибраций при полете и разработкой алгоритмов управления и оценивания состояния с целью подавления вибраций и более качественного управления, в том числе с учетом дополнительных данных от IMU датчиков на балках и динамической модели тенсегрити-структуры.

Падение на пол с последующим взлетом, в помещении (без монтажа)

Размеры квадрокоптеров, как правильно выбрать

Один из самых важных параметров. Как говорилось выше, даже полупрофессиональные модели квадрокоптеров могут быть весьма миниатюрными. Однако самые маленькие девайсы страдают от всё той же беды — ветер их буквально сносит. Тем не менее, иногда всё же есть смысл приобрести дрон, помещающийся на ладони.

Если он обладает хорошим пультом, то это позволяет приступить к изучению управления. Летая над мягким ковром, можно не переживать, что вы сделаете что-то не так. Да и бытовой технике миниатюрный девайс вряд ли причинит какой-то заметный ущерб. Однако от телевизоров и мониторов лучше держаться подальше.

Смотрите про коптеры:  Снять с дерева квадрокоптер - Удалениедеревьев.рф

В целом, квадрокоптер маленького размера служит для развлечения. На него не повесить даже самую маленькую камеру — такое изделие не предназначено для поднятия дополнительного веса. Но зато подобное устройство легко взять с собой, например, в поездку к родственникам. Поверьте, ваши бабушки и дедушки будут удивлены даже такому дрону!

Если же вы хотите ощутить настоящее управление квадрокоптером, то лучше взглянуть на модели среднего размера. Да, с их переноской возникнут проблемы — придется использовать хотя бы традиционный рюкзак. Но зато изделие спокойно сможет летать на улице, когда нет очень сильного ветра.

При этом подобные девайсы всё ещё подходят для того, чтобы опробовать их дома — для этого в комплекте можно найти защитные дуги. Другой важной особенностью дрона среднего размера является возможность смены аккумулятора. Дополнительные батареи для каких-нибудь Syma или Holy стоят очень недорого, а иногда они поставляются вместе с квадрокоптером.

Самые большие дроны нужны только для тех случаев, когда вам требуется видеосъемка с высоты или транспортировка какого-то груза. Изделия среднего размера если и оснащаются камерой, то весьма крошечной — получающееся видео выкладывать куда-то будет стыдно. Впрочем, исключения из правила случаются всё чаще, что не может не радовать.

Крупные квадрокоптеры брать с собой достаточно сложно, так как они занимают собой практически весь рюкзак. Компания DJI даже выпускает собственные рюкзаки, рассчитанные под конкретную модель дрона, идеально защищающие девайс от повреждений.

Разновидности квадрокоптеров

В первую очередь вам нужно понять, для каких именно целей будет использоваться устройство. Согласитесь, незачем брать профессиональную модель, если изделие приобретается ребенку. Обратный пример тоже вполне логичен — для профессиональной видеосъемки не подойдет дрон с простенькой 2-мегапиксельной камерой, продающийся за 5 тыс. рублей.

Все современные квадрокоптеры условно делятся на несколько разновидностей:

  • Дроны-игрушки — такие изделия имеют наименьший ценник. Чаще всего они получаются очень маленькими, в связи с чем их не рекомендуется выносить на улицу, где ветер попросту сдует такой квадрокоптер. Многие модели управляются при помощи смартфона, что сильно снижает радиус действия.
  • Любительские дроны — их сейчас производится больше всего. Такие квадрокоптеры тоже бывают совершенно разными. Чаще всего производитель делает выбор в пользу средних размеров, а управление возлагает на специальный пульт. Некоторые модели имеют встроенную камеру. Однако её разрешение редко достигает приемлемого значения, да и съемка без стабилизатора ни к чему хорошему не приводит.
  • Любительские дроны с камерой на подвесе — уже достаточно продвинутые решения, за которые просят немалую сумму. Тем не менее, для съемки качественного видео такие модели всё ещё не подходят, так как они не оснащены продвинутым функционалом. Да и не всегда в их состав входит стабилизатор — иногда приходится «колхозить», устанавливая его самостоятельно. Сколь-либо тяжелую камеру подобный квадрокоптер не поднимет.
  • Профессиональные дроны среднего ценового уровня — поле, где царствует компания DJI. Такие изделия летают на километры вокруг, поднимаясь на достаточно большую высоту. Им не составляет труда нести камеру GoPro или ей аналогичную. Бывают и компактные модели со встроенной камерой — к их работе тоже не возникает никаких претензий. Также профессиональные устройства отличаются присутствием продвинутых функций — автоматическим возвращением на точку старта, самостоятельной съемкой выбранного объекта и многими другими.
  • Профессиональные дроны высшего класса — эти изделия по карману только киностудиям и фирмам, зарабатывающим созданием видеоклипов или рекламных роликов. Даже свадебные фотографы практически не используют столь дорогостоящие изделия. Подобные квадрокоптеры способны поднять груз весом в несколько килограммов. Это позволяет применять их для съемкой профессиональной камерой традиционного или панорамного типа. Также эти устройства используются для транспортировки груза, военной разведки или даже спасательных действий.

Конечно же, это только условное деление. На самом деле профессиональный квадрокоптер не обязан быть большим — в ассортименте той же DJI имеется и миниатюрная модель, которая даже в школьном рюкзаке много места не займёт. Но именно на вышеприведённый список нужно ориентироваться после того, как вы определитесь с предназначением гаджета.

Составляющие аппаратуры на которые стоит обратить внимание

Выбор аппаратуры это дело вкуса, может быть вам не нравится Taranis. Поэтому для себя я выделил несколько критериев, которые помогут вам определиться.

Первое это прошивка. Существует open source проект, который называется OpenTX.

OpenTX — это своего рода Android для аппаратуры. Проект развивается и пожалуй самый популярный. Так как я новичок, я еще не осознал насколько это мощный инструмент, но знаю, что есть поддержка LUA скриптов, а значит возможности практически безграничны.

Как мы делали дрон, который не боится упасть, и что общего между архитектурой, роботом-манипулятором и коптером / Блог компании Город Иннополис / Хабр
(один из экранов OpenTX)

Стоит обратить внимание на переключатели и стики. Количество переключателей — дело сугубо индивидуальное, так как переключателей для квадрокоптера много не нужно. В моем случае я использую всего два. Один для арминга (аля включение двигателей) и включение FPV модуля.

Стики, вещь более деликатная. Основное отличие которое может быть, это внутреннее устройство.

«Простые» стики используют потенциометры для определения положения стика. Более продвинутые стики используют датчики на основе эффекта Холла. Такие стики более точные и плавные в ходе. В случае с Taranis Q X7, стики можно купить отдельно и заменить. Но есть версия Q X7, в которой уже стоят такие стики.

И как по мне самое главное, это возможность установки радио модуля. В каждой аппаратуре есть свой радио модуль, но как правило брендированный и работает только с приемниками того же бренда. Так же такие модуля не отличаются мощностью, а следовательно дальностью.

Поэтому обращайте внимание на протоколы с которыми умеет работать аппаратура и возможность вставки своего модуля.Это не означает, что без внешнего радио модуля не обойтись, то, что предоставляет аппаратура вполне, хватает для полетать в поле. Но если вы хотите летать в «космосе», на какой-то заброшенной стройке, или на дальние расстояния, то без этого никуда. Впрочем, многие гонщики ставят внешний модуль, только ради стабильности связи.

Как мы делали дрон, который не боится упасть, и что общего между архитектурой, роботом-манипулятором и коптером / Блог компании Город Иннополис / Хабр
(Taranis с TBS Crossfire модулем)

Типы моторов квадрокоптеров

Устройство оснащается четырьмя или большим количеством двигателей. Но если их больше четырех, то это уже получается не квадро-, а, допустим, гексакоптер. Впрочем, продаются такие изделия во всё тех же разделах интернет-магазинов, так как число моторов и пропеллеров влияет лишь на внешний вид дрона и на его размеры. А вот тип использующихся двигателей — это уже гораздо важнее!

Существуют две основные разновидности моторов, применяемые в любительских и полупрофессиональных квадрокоптерах:

  • Коллекторный двигатель — если не углубляться в строение подобных моторов, то их основная отличительная черта заключается в наличии шестерней (щёток). В дронах ради уменьшения веса эти элементы создаются из пластика. В результате во время полета возникает сила трения, которая рано или поздно буквально стачивает шестерни. Именно поэтому квадрокоптер с коллекторными моторами не стоит сажать на песок — он может попасть между щётками, уничтожив их во время следующих полетов.
  • Бесколлекторный (бесщёточный) двигатель — выполняется особым образом, благодаря чему внутри него практически нет изнашиваемых деталей. Со временем пострадать могут только подшипники. Но случится это только спустя многие годы, даже если дрон эксплуатируется каждый день. Ещё такой мотор не страдает от перегрева, что тоже является несомненным плюсом.

Практика показывает, что квадрокоптеры стоимостью до $100 оснащаются исключительно коллекторными двигателями. Бесщёточные моторы сложнее и дороже в производстве, поэтому они встречаются в дронах стоимостью от $100, да и то далеко не во всех.

Знатоки могут сказать, что моторы следует делить ещё и по типу их питания. Но если вы взгляните на ассортимент радиоуправляемых квадрокоптеров, то обнаружите, что подавляющее большинство моделей летает при помощи электромоторов. Бензиновые дроны имеют слишком большие размеры и некоторые сложности в эксплуатации, практически не пользуясь из-за этого спросом.

Итоги: какой же квадрокоптер самый лучший

МодельКатегорияРазмерПолетные характеристикиВремя полетаПередача данных, пультКамераДополнительные функцииСредний балл
DJI Mavic 2 Pro хай-энд 4555554,8
Powervision PowerEgg X Wizardхай-энд 5544454,5
DJI FPVхай-энд 4535544,3
DJI Mavic Air 2средний сегмент5455554,8
Hubsan Zino 2 средний сегмент5454544,5
Parrot Anafiсредний сегмент5433443,8
DJI Mini 2бюджетный сегмент5455544,7
DJI (Ryze) Tello бюджетный сегмент5333443,7
Syma X20бюджетный сегмент532433,4

Не сочтите за рекламу, но факт остается фактом: доминирование DJI на рынке потребительских дронов по-прежнему неоспоримо. Наибольшие баллы во всех категориях получили квадрокоптеры именно этого бренда: самый маленький, но очень крутой Mini 2, универсальный Mavic Air 2 и летающая профессиональная видеостудия — Mavic Pro 2.

Тем не менее вы вполне можете выбрать и конкурентов DJI, вопрос лишь в задачах и интересах: нанодрон Syma X20 — отличная игрушка за 2 тысячи рублей, Hubsan Zino 2 снимает в разрешении 4К на 60 к/с и при этом стоит на 20 тысяч дешевле Air 2, а Powervision PowerEgg X Wizard может летать в проливной дождь и даже садиться на воду, чего не умеет ни один беспилотник DJI.

*Все цены актуальны на момент публикации статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector