Как управлять квадрокоптером с помощью разных режимов

Режим начального уровня / Beginner Mode

Этот режим можно также назвать “Начинающий”, но в любом из вариантов он отражает свое главное предназначение. Доступный на всех моделях беспилотников DJI этот режим специально разработан для начинающих пилотов. То есть, если вы впервые купили летательный аппарат и только осваиваете управление им, то лучше всего приступать к полетам именно в Beginner Mode. Это убережет вас и ваш дрон от серьезных проблем и неприятных ситуаций.

В чем суть данного режима пилотирования? Во-первый, происходит автоматическое ограничение высоты и скорости полета. Во-вторых, вы не можете отказаться от использования полетных датчиков. С их помощью будет обеспечиваться безопасность и стабильность полета, а также облегчаться весь процесс управления.

Как работают дроны и что представляет из себя технология дронов?

В данной статье простым языком рассказывается о том, что такое дрон и как они работают. Технология БПЛА постоянно развивается, так как новые инновации и инвестиции являются двигателем совершенствования дронов, новые модели которых выпускаются каждые несколько месяцев.

Ниже мы обсудим технологию БПЛА на примере самых популярных дронов, в которых использованы все новейшие технологии. У большинства дронов очень похожие системы.

Технология БПЛА охватывает все: от аэродинамики дрона и материалов изготовления до печатных плат, чипсета и программного обеспечения, которые являются мозгами дрона.

Одним из самых популярных дронов на рынке является DJI Phantom 3. Этот дрон был очень популярен среди профессиональных воздушных операторов. Хотя сейчас он считается устаревшим, в нем использованы передовые технологии, которые присутствуют в самых последних моделях БПЛА.

Этот беспилотник можно использовать для описания технологии БПЛА, поскольку в нем есть все: сам дрон, карданов подвес и камера. Также, в нем применены передовые технологии.

Всего через несколько месяцев после написания этой статьи на рынке появилось несколько новых дронов, таких как DJI Mavic 2, Mavic Air, Phantom 4 Pro, Inspire 2 и Walkera Voyager 5.

Инновации в технологии БПЛА развиваются в быстром темпе. Данная статья охватывает самые последние технологические достижения в сфере БПЛА. Так что эта статья, как и все ссылки здесь, актуальны.

Как работают дроны

Типичный беспилотный летательный аппарат изготовлен из лёгких композитных материалов с целью уменьшения веса и повышения манёвренности. Прочность композитного материала позволяет военным дронам совершать полёты на чрезвычайно больших высотах.

Беспилотники оснащены различными современными технологиями, такими как инфракрасные камеры, GPS и лазер (бытовой, коммерческий и военный БПЛА). Дроны управляются с помощью систем дистанционного управления с земли (GSC), который также называется «наземный пульт управления».

Система БПЛА включает: сам дрон и систему управления.

В носовой части дрона расположены все датчики и навигационные системы.   Так как нет необходимости в размещении человека внутри, остальная часть корпуса заполнена системами БПЛА.

Конструкционные материалы, использованные для создания дрона, представляют собой очень сложные композиты, предназначенные для поглощения вибраций, которые уменьшают производимый шум. Эти материалы очень легкие.

Что такое дрон — технология БПЛА

Ниже мы рассмотрим научное обоснование и технологии, использованные в беспилотнике DJI Phantom 3. Также, мы владеем информацией о технологиях, применяемых в новейших моделях на рынке дронов.

Существует множество ссылок, по которым вы можете пройти, чтобы изучить различные компоненты технологии дронов. Например, вот потрясающая статья о компонентах дронов. Здесь приведён обзор отдельных компонентов, которые встречаются в большинстве дронов.

Типы и размеры дронов

Дроны бывают самых разных размеров, причём самые большие, такие как беспилотник Predator, используются в военных целях. Следующими по размеру являются дроны, которые имеют фиксированные крылья и требуют коротких взлётно-посадочных полос. Они обычно используются для охвата больших территорий, например, для географической съёмки или для борьбы с браконьерством в дикой природе.

Дроны ВВП

Следующими по размеру являются так называемые дроны ВВП. Многие из них — квадрокоптеры, но не все. Беспилотники ВВП могут взлетать, летать, зависать в воздухе и приземляться вертикально. Точное значение ВВП — «Вертикальный взлет и посадка».

Большинство последних моделей, такие как DJI Mavic Air и DJI Spark, вывели технологию ВВП на новый уровень и теперь запускаются даже с ладони.

Вывод в заданную точку с помощью РЛС и Функция возвращения домой

Большинство последних моделей дронов оснащены двойными глобальными навигационными спутниковыми системами (GNSS), такими как GPS и ГЛОНАСС.

Дроны могут летать как в GNSS, так и в не спутниковых режимах. Например, дроны DJI могут летать в режиме P (GPS & ГЛОНАСС) или ATTI, который не использует спутниковую навигацию.

Высокоточная навигация очень важна при полете, особенно, если дрон применяется для создания 3D-карт, съёмки ландшафта и миссии SAR (Search & Rescue).

При первом включении, квадрокоптер ищет и обнаруживает спутники GNSS. Высококачественные системы GNSS используют технологию. По сути, спутниковая группировка — это группа спутников, работающих синхронизированно, и обеспечивающих скоординированное покрытие. Заход (прохождение) и покрытие — это периоды, в течение которых спутник виден над местным горизонтом.

Радиолокационная технология будет сигнализировать на дисплее пульта дистанционного управления о следующем;

• обнаружение достаточного количества спутников GNSS и готовность к полёту

• текущее положение и местоположение дрона по отношению к пилоту

• фиксирование исходной точки для функции «Возвращения домой»

Большинство последних моделей беспилотных летательных аппаратов имеют 3 типа технологии «Возвращения домой»:

• Пилот инициировал возвращение домой, нажав кнопку на пульте дистанционного управления или в приложении.

• Низкий уровень заряда батареи, при котором беспилотник автоматически летит обратно в исходную точку.

• Потеря передачи между БПЛА и пультом дистанционного управления, когда БПЛА автоматически возвращается в исходную точку.

Новейшая функция Mavic Air RTH позволяет обнаруживать препятствия во время автоматического возвращения домой. Mavic Air RTH позволяет избежать препятствий, если достаточно освещения;

  1. Mavic Air замедляется при обнаружении препятствия
  2. Он останавливается и зависает в воздухе, а затем летит обратно и поднимется вверх, пока не обнаружит, что препятствий на пути нет.
  3. Затем процесс RTH возобновляется, и Mavic Air возвращается в исходную точку на новой высоте.

Технология обнаружения препятствий и предотвращения столкновений

Многие дроны оснащены системами предотвращения столкновений. В      системе искусственного зрения использованы датчики обнаружения препятствий для сканирования окружающей среды, в то время как программные алгоритмы и технология SLAM переносят изображения в трёхмерные карты, позволяя контроллеру полёта обнаруживать объект и избегать его. Эти системы объединяют один или несколько следующих датчиков для обнаружения и обхода препятствий;

• Датчик изображения

• Ультразвуковой

• Инфракрасный

• Лидар

• Время полёта (ToF)

• Монокулярное зрение

Последние модели DJI Mavic 2 Pro и Mavic 2 Zoom способны обнаруживать препятствия с 6 сторон. В Mavic 2 используются как датчики изображения, так и инфракрасные датчики, встроенные в систему наблюдения, известную как всенаправленное распознавание препятствий.

Система обнаружения препятствий DJI Mavic 2 переходит на следующий уровень, где она может фактически облетать препятствия спереди или при обратном движении. Если дрон не сможет определить траекторию полёта вокруг объекта, он зависнет в воздухе перед препятствием. Это называется APAS (усовершенствованная система помощи пилотам), которая применяется на дронах DJI Mavic 2 и Mavic Air.

Гироскопическая стабилизация, IMU и контроллеры полета

Технология гироскопической стабилизации является одним из компонентов, обеспечивающих беспилотный полет дрона. Гироскоп должен мгновенно реагировать на силы, оказывающие давление на дрон. Гироскоп предоставляет необходимую навигационную информацию центральному контроллеру полета.

Инерциальный измерительный блок (IMU) работает посредством 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 магнитометр , чтобы упростить каллибровку при сбоях ориентации.

Гироскоп является компонентом IMU, а IMU является важным компонентом контроллера полёта дронов. Контроллер полёта является «мозгом» дрона.

Вот потрясающая статья, которая описывает гиростабилизацию и технологию IMU, применяемую в дронах.

Направление двигателя дрона и конструкция пропеллера

Двигатели и пропеллеры — это технология БПЛА, которая поднимает дрон в воздух и позволяет летать в любом направлении, а также зависать в воздухе. На квадрокоптере двигатели и пропеллеры работают в паре: 2 двигателя/пропеллера, вращающиеся по часовой стрелке (пропеллеры CW) и 2 двигателя, вращающиеся против часовой стрелки (пропеллеры CCW). Они получают команды с контроллера полёта и электронных регуляторов скорости (ESC) о направлении движения дрона либо зависнуть в воздухе, либо лететь.

Экранные параметры полёта в реальном времени

Почти во всех дронах встроен контроллер наземной станции (GSC) или приложение, позволяющее отслеживать текущую телеметрию полёта и видеть на вашем мобильном устройстве то, что видит ваш дрон.

Бесполетная зона

what-is-drone-technology-and-how-does-it-work-300x248.jpgЧтобы повысить безопасность полетов и предотвратить случайные полеты в запрещенных зонах, последние модели дронов от DJI и других производителей включают функцию «Бесполетная зона».

Бесполетные зоны были разделены на две категории: A и B. Производители могут обновить и изменить эту технологию с помощью обновлений микропрограмм.

Режим GPS «Готов к полету»

Когда компас откалиброван, дрон ищет местоположение спутников GPS. Когда найдено более 6, дрон переходит в режим «Готов к полёту».

Внутренний компас и отказоустойчивая функция

Позволяет БПЛА и системе дистанционного управления точно знать местоположение дрона в полёте. Калибровка компаса необходима, чтобы установить исходную точку. Исходной точкой является место, куда дрон вернётся в случае потери сигнала между дроном и системой дистанционного управления (также известна как «отказоустойчивая функция»).

Онлайн Передача Видео. Режим FPV

FPV означает «вид от первого лица» (First Person View). На БПЛА установлена ​​видеокамера, которая транслирует видео в реальном времени пилоту на земле. Пилот летает на дроне и видит картину так, будто он находится на борту самолёта, а не находится на земле.

FPV позволяет летать намного выше и дальше, чем вы если смотреть на дрон с земли. Режим FPV позволяет летать более аккуратно, особенно это касается обхода препятствий.

FPV позволяет запускать дрон в помещении, пролетать через леса и вокруг зданий, где было бы невозможно летать, наблюдая за ним с земли.

Исключительно быстрый рост и развитие индустрии БПЛА был бы невозможен без технологии прямой передачи видео FPV. Эта технология использует радиосигнал для передачи и приёма видео в реальном времени.

Дрон оснащен встроенным многодиапазонным беспроводным передатчиком FPV с антенной. В зависимости от дрона, приемником видеосигналов может быть пульт дистанционного управления, компьютер, планшет или смартфон. Прямая трансляция видео напрямую зависит от уровня сигнала на наземном управлении дрона. Диапазон передачи видео в реальном времени с дрона DJI Mavic 2составляет FPV 5 миль (8 км) с передачей видео в качестве 1080p.

Другие, более старые дроны, такие как DJI Mavic и Phantom 4 Pro, передают видео на расстоянии до 4,3 мили (7 км). В Phantom 4 Pro и Inspire 2 используется новейшая система DJI Lightbridge 2.

В таких дронах, как DJI Mavic, используются встроенные контроллеры и интеллектуальные алгоритмы, которые устанавливают новый стандарт беспроводной передачи изображений высокой чёткости за счёт снижения задержки и увеличения максимальной дальности и надёжности.

Смотрите про коптеры:  Пропеллеры для квадрокоптера: виды, использование и как выбрать - Все о квадрокоптерах | PROFPV.RU

Передача видео в реальном времени и максимизация диапазона передачи — это захватывающая технология. В статье «Понимание передачи видео в реальном времени FPV» вы можете узнать больше об этой технологии.

FPV в сети 4G / LTEI

В 2020 году была анонсирована новая возможность трансляции видео по сети 4G / LTE с неограниченным диапазоном и с низкой задержкой. Эта технология БПЛА называется Sky Drone FPV 2. Она включает в себя модуль камеры, модуль данных и модем 4G / LTE.

Прошивка и Ассистент

Система управления полётом обменивается данными с помощником, установленным на ПК, через кабель Micro-USB. Это позволяет настраивать БПЛА и обновлять прошивку дрона.

Дрон проще всего описать так: летающий компьютер с прикреплённой камерой или датчиком.

Как и компьютеры, дроны оснащены встроенным программным обеспечением, которое отправляет команды физическим компонентам дрона или удалённого контроллера. Производители БПЛА выпускают обновления прошивки для исправления ошибок и добавления новых функций к дрону, пульту дистанционного управления или программному обеспечению, если оно используется для управления дроном.

Светодиодные индикаторы полета

Они расположены в передней и задней части дрона. Обычно светодиоды зелёного, жёлтого или красного цвета.

Передние светодиоды показывают, где находится дрон. Задние светодиоды загораются, чтобы показать состояние дрона при включении питания, обновлении прошивки и полете.

Важно понимать, о чём уведомляют светодиоды на вашем квадрокоптере. Например, медленно мигающий красный светодиод может обозначать низкий уровень заряда батареи, а постоянный красный цвет указывает на ошибку. Все дроны поставляются с руководством по эксплуатации, в котором перечислены значения каждого светодиода.

Система дистанционного управления БПЛА

Remote-Control-Drone-Technology-261x300.jpgНа DJI Phantom 3 это устройство беспроводной связи, использующее частоту 5,8 ГГц. Дрон и система дистанционного управления должны быть подключены ещё на заводе.

Дистанционное управление БПЛА, Ресивер

Расположение кнопки связи технологии ресивера на чистоте 5,8 ГГц расположена под БПЛА.

Почти все последние модели дронов работают на частоте 2,4 или 5,8 ГГц.

Расширитель диапазона БПЛА

Это устройство беспроводной связи, которое обычно работает на частоте 2,4 ГГц. Оно используется для расширения диапазона связи между смартфоном или планшетом и дроном в открытой местности.

Дальность передачи может достигать до 700 метров. Каждый расширитель диапазона имеет уникальный MAC-адрес и имя сети (SSID).

Последние модели дронов DJI способны летать на расстояние до 5 миль (8 км).

Многие старые модели или дроны других ведущих производителей не летают так далеко. Однако набирает популярность такой продукт, как расширитель диапазона, который способен увеличить расстояние полета.

Приложение для смартфона с функцией наземной станции

Сегодня многими дронами возможно управлять с пульта дистанционного управления или из приложения для смартфона, которое можно загрузить из Google Play или Apple Store. Приложение предоставляет полный контроль над дроном. Каждый производитель предлагает свое фирменное приложение, среди них Go 4 от DJI.

Высокопроизводительная камера

В последние дроны от DJI, Walkera, Yuneec и многих других производителей встроены камеры, которые могут снимать видео в формате 4k и могут делать 12-мегапиксельные кадры.

Многие из более ранних моделей дронов использовали камеры, которые не были пригодны для съемок с воздуха. Многие из этих аэрофотоснимков имели бочкообразное искажение из-за широкоугольного объектива.

Тем не менее, дроны серии DJI Mavic, DJI Inspire 1, Phantom 3 Professional и Phantom 4, оснащены, 4-к камерой предназначенной для съемки с воздуха.

Лучший дрон для профессиональной воздушной съемки — DJI Inspire 2, с камерой DJI Zenmuse X7. При использовании этой камеры, система обработки изображений Inspire 2 CineCore 2.1 записывает видео весом до 6 КБ в CinemaDNG / RAW и 5,2 К в Apple ProRes.

Inspire 2 используют продюсеры и ведущие рекламные фирмы в Голливуде. Фактически, на Inspire 2 сняты все воздушные и наземные кадры в короткометражном фильме «Сфера». Вы можете узнать больше о дроне № 1 для аеросъемок в потрясающем обзоре DJI Inspire 2.

Дроны с зум-камерами

В 2020, 2020 и 2020 годах на рынок поступил ряд интегрированных подвесов с оптическим и цифровым зумом.

DJI выпустил Zenmuse Z3, который является встроенной камерой для аэросъёмок с зумом, оптимизированной для фотосъёмки. Zenmuse Z3 с 7-кратным зумом, состоящим из 3,5-кратного оптического и 2-кратного цифрового зума без потерь, создаёт эквивалентный диапазон фокусных расстояний от 22 до 77 мм, что делает его идеальным для промышленного применения.

В октябре 2020 года DJI выпустили камеру Zenmuse Z30. Мощная камера Zenmuse Z30 представляет собой встроенную камеру для аэросъёмок, имеет 30-кратный оптический и 6-кратный цифровой зум для увеличения до 180x. Благодаря этим параметрам, камера подходит для промышленного использования, такого как осмотр вышек сотовой связи или ветряных турбин, для более детального осмотра конструкции, проводов, модулей и компонентов, и обнаружения повреждений. Zenmuse совместим с дронами DJI Matrice.

Walkera Voyager 4 поставляется с камерой с 18-кратным зумом. Камера с 18-кратным оптическим зумом на Voyager 4 обеспечивает беспрепятственную съёмку на 360 градусов. Она может снимать в формате 4k , 30 кадров в секунду. Система передачи изображений высокой чёткости использует 3-осевую бесщёточную стабилизирующую технологию подвеса. Walkera также выпустила Voyager 5. У него невероятная камера с 30-кратным оптическим зумом. Он включает в себя множество систем резервирования, таких как двойной GPS, двойной гироскоп и система с 3 аккумуляторами. Он также имеет дополнительную тепловую инфракрасную камеру и камеру ночного видения для съёмки при слабом освещении.

Подвес и регулировка наклона

Технология карданного подвеса очень важна для получения качественных аэрофотоснимков, видео или 3D-изображений. Подвес сохраняет камеру от вибраций. Используя подвес можно наклонять камеру во время полёта, делая уникальные ракурсы. Подвесы, в основном, — это 3-х осевые стабилизированные карданы с 2 режимами работы. Режим не-FPV и режим FPV.

Практически во всех последних дронах встроен карданные подвесы и камеры. Лидером в технологии воздушных подвесов является DJI в линейке Zenmuse. Вы можете прочитать больше о конструкции карданного подвеса здесь.

Съемка с дронов без карданного подвеса

На CES 2020 компания под названием Ambarella анонсировала чип H22 для камер в дронах. Этот чип позволяет снимать видео в формате 4K HD и включает в себя электронную стабилизацию изображения, устраняя необходимость в подвесе.

Дроны с сенсорами для создания 3D карт и моделей с использованием Sensor Fusion

Лидарные, мультиспектральные и фотограмметрические датчики используются для создания трёхмерных моделей зданий и ландшафтов. Датчики ночного видения для работы при слабом освещении и тепловизионные датчики используются для сканирования зданий и ландшафтов и для оказания помощи в сельском хозяйстве, пожаротушении, поисковых и спасательных операциях. У большинства дронов разные датчики с программным обеспечением, объединяющим полученные данные для лучшего результата. Эта технология известна как сенсорный синтез и работает следующим образом;

Sensor fusion — это программное обеспечение, которое комбинирует данные, полученные с нескольких датчиков, например, с тепловизоров и датчиков RGB-камеры, с целью улучшения производительности приложения или системы. Объединение данных полученных с нескольких датчиков понижает погрешности отдельных датчиков при расчете точной информации о положении и направлении движения дрона.

Например, мультиспектральные датчики на дронах могут создавать цифровые карты рельефа (DEMS), чтобы предоставлять точные данные о состоянии сельскохозяйственных культур, цветов, фауны, кустарников и деревьев.

В 2020 году на рынке появились дроны с Time-of-Flight (ToF)
камерами. Камеры ToF с лидарными датчиками могут использоваться отдельно или с RGB и обычными лидарными датчиками для выполнения целого ряда функций. ToF-камеры могут использоваться для сканирования объектов, навигации в замкнутом пространстве, обхода препятствий, распознавания жестов, отслеживания объектов, измерения объёмов, для измерения высоты, для 3D-съёмки, для игр с дополненной реальностью и т.д.

Time-of-Flight камеры с лидарными датчиками имеют огромное преимущество перед другими технологиями, так как способны измерять расстояния до объектов в пределах зоны за один снимок.

С помощью лидарного и фотограмметрического картографирования дрон запрограммирован на полёты над определённой областью с использованием автономной навигации по GPS. Камера на дроне будет делать фотографии с интервалом 0,5 или 1 сек. Эти фотографии затем соединяются вместе с помощью специализированного программного обеспечения для создания 3D-изображений.

DroneDeploy
является одним из лидеров в создании программного обеспечения для 3D картографирования. Их мобильное приложение и карты в реальном времени используются во многих секторах для создания 3D-карт и моделей. У них есть специализированное решение для сельскохозяйственного сектора, и их программное обеспечение работает с большинством новейших дронов.

Захват изображений с высоким разрешением на стабилизированном дроне очень важен. Использование лучшего программного обеспечения фотограмметрии для обработки изображений в реальные карты и модели также важно. Ниже приведены одни из лучших программ для картографирования с использованием дронов:

• DroneDeploy 3D Mapping Solutions

• Pix4D Mapper Фотограмметрия

• AutoDesk ReCap Фотограмметрия

• Карты Made Easy — Ортофото и 3D-модели

• 3DF Zephyr Фотограмметрия

• Agisoft PhotoScan Фотограмметрия

• PrecisionHawk Precision Mapper / Viewer

• Open Drone Map

• ESRI Drone2Map для ArcGIS

В этой статье вы можете прочитать обзор программного обеспечения для фотограмметрии для 3D-карт.

Комплект против падения

Помогает держать стабилизатор и камеру подключёнными к БПЛА.

Программное обеспечение для редактирования видео

Наличие качественного программного обеспечения для видео имеет важное значение для последующей обработки. Большинство последних моделей дронов снимают в формате Adobe DNG raw, что означает, что вся исходная информация об изображении сохраняется для дальнейшей обработки.

Операционные системы

Большинство беспилотных летательных аппаратов используют Linux и только несколько — MS Windows. В 2020 году Linux Foundation запустили проект под названием Dronecode project.

Dronecode Project — это проект с открытым исходным кодом, который объединяет существующие и будущие проекты БПЛА с открытым исходным кодом в рамках некоммерческой структуры, управляемой The Linux Foundation. Результатом является общая платформа с открытым исходным кодом для БПЛА.

Безопасность и возможность взлома

Дроны напоминают летающие компьютеры с операционной системой, контроллерами полета и основными платы с программируемым кодом. Именно поэтому их также можно взломать. Существуют такие дроны, которые летают в поисках других дронов и взламывают их беспроводную сеть, отключая владельца и захватывая дрон. Однако есть несколько способов, как защитить свой беспилотник от хакеров.

Новейшие инновационные технологические дроны

DJI располагает огромным ассортиментом продуктов на рынке потребительских и профессиональных БПЛА. Ниже приведён список новейших дронов с запатентованными технологиями:

  • DJI Mavic 2 — поставляется в 2 моделях. Камера 4k и зум. Это позволяет предотвратить столкновения со всех сторон.
  • DJI Mavic 2 Enterprise или M2E — модели с зумом или тепловизором. Включает в себя дополнительные компоненты, такие как маяк, прожекторы и громкоговоритель. Разработан специально для применения в поисково-спасательных операциях или подобных работ.
  • DJI Mavic Air — это малогабаритный профессиональный дрон. Оснащён 4k камерой, очень стабильный в полёте. Есть функция предотвращения столкновений. Также способен летать, используя жесты рук, и имеет технологию распознавания лиц.
  • DJI Phantom 4 Pro — с технологией предотвращения столкновений «Vision». Многоцелевой дрон, включая 4k воздушную съемку, фотографию и фотограмметрию.
  • DJI Inspire 2 — запатентованный дизайн и двигатели. Многоцелевой дрон для профессиональной 5k воздушной съемки, фотографии, фотограмметрии, мультиспектральных и тепловизионных изображений.
  • Yuneec Typhoon H Pro — использует запатентованную технологию предотвращения столкновений Intel Realsense. Отлично подходит для профессиональной аэрофотосъемки.
  • Walkera Voyager 5 — потрясающий последний дрон от Walkera. Можно выбрать камеру с 30-кратный оптический зум, инфракрасным зумом, а также ночного видения для работы при слабом освещении.
  • Walkera Vitus Starlight — новейший малогабаритный потребительский дрон от Walkera с датчиками предотвращения столкновений и камерой ночного видения для работы при слабом освещении.
  • DJI Matrice 600— коммерческий мультикоптер, представляет собой платформу для аэросъемки с возможностью установки 7 различных камер Zenmuse.
  • Коммерческий квадрокоптер DJI Matrice 200 — резервирование с двойной батареей, IMU и спутниковой навигационной системой. Под квадрокоптером можно установить 2 камеры (например, тепловизионную и с зумом). Кроме того, установите камеру сверху на Matrice 200, что упростит съемку мостов. Matrice 200 предоствращает столкновения с 6 направлений благодаря ToF-лазеру, ультразвуковому датчику и датчику Vision.
Смотрите про коптеры:  Как установить пропеллеры на квадрокоптер, как поставить лопасти, винты на квадрокоптер

Умные системы полета

Все эти новейшие дроны оснащены умными контроллерами полета и работают в таких режимах: Follow Me, Active Tracking, Waypoints, Return To Home и т.д. Phantom 4 Pro от DJI оснащен умными режимами полета с наивысшим уровнем автономности, по сравнению с другими дронами. Phantom 4 Pro имеет следующие умные режимы полета;

• Наблюдаемая цель (профиль, прожектор, круг)

• Ориентир местности

• TapFly

• Режим отслеживания местности

• Режим штатива

• Режим жестов

• S-Mode (Спорт)

• P-режим (Позиционироание)

• A-Mode (Отношение)

• Режим новичка

• Course Lock

• Home Lock

• Облет препятствий

Применение

Дроны можно применять как угодно. Если вы устанавливаете камеру или датчики, такие как LiDAR, Thermal, ToF, Multispectral и многие другие, диапазон применения дронов расширяется. Здесь вы найдете список применения дронов.

Учимся собирать и программировать дроны

Существует немало потрясающих дронов, наборов, а также онлайн-материалов, с помощью которых можно научиться собирать и программировать их. Есть много языков программирования дронов, которые очень легко выучить, такие как Scratch, Swift, Blockly и Tynker. Вы также можете программировать дроны, используя текстовые языки, такие как Python и JavaScript. Существует множество приложений, с помощью которых можно настраивать те или иные компоненты дронов, такие как калибровка IMU и вращение двигателей. Многие из этих образовательных дронов продаются по разумной цене и оснащены всем необходимым для сбора и программирования БПЛА. Здесь вы сможете узнать всю информацию о лучших образовательных дронах.

Лучшие видео о технологии БПЛА

Ниже я прикрепил 2 видео, в которых подробно рассказывается о технологии БПЛА. Первое видео от ведущего учёного-исследователя БПЛА Раффаэлло Д’Андреа, который потрясающе рассказывает о программном обеспечении технологии БПЛА с научной точки зрения. Он говорит об алгоритмах, теории управления и проектировании на основе моделей.

Военные Дроны

MQ-1B-Predator-and-MQ-9-Reaper-Drone-300x228.jpgВ видео ниже объясняется как настоящее, так и будущее науки и технологии, стоящих за военными БПЛА, такими как Predator и Reaper. Два военных дрона среднего размера, которые в настоящее время используются, — это MQ-1B Predator (с англ. хищник) и MQ-9 Reaper (с англ. жнец). Они широко использовались в Афганистане и Пакистане.

Лично я интересуюсь использованием технологий БПЛА в повседневной жизни в работе различных предприятий, профессионалов и любителей. Еще несколько лет назад большая часть технологий военных БПЛА перешла на потребительский и бизнес рынок.

В последние несколько лет мы наблюдаем огромные инвестиции в БПЛА, особенно в сфере бизнеса и потребительских БПЛА. За последние время технология БПЛА действительно стремительно развивалась.

Кинематографический режим / Cinematic Mode

Кинематографический режим сочетает в себе лучшие возможности двух стандартных режимов пилотирования DJI: режима позиционирования (P-Mode) и режима ориентации (A-Mode). Все это сделано для того, чтобы кинооператор смог создавать плавные кадры с воздуха.

Что же там такого интересного? В кинематографическом режиме беспилотник замедляет движение более плавно и естественно за счет своей инерции, как в режиме ориентации. При замедлении движения летательного аппарата вращение также становится более плавным. Это хорошо видно на примере работы тех дронов, которые были выпущены, начиная с модели Mavic Pro.

. Spotlight Pro

Режим Spotlight Pro является гораздо более сложной и усовершенствованной версией подрежима Spotlight ActiveTrack. Эта функция, которая в настоящее время доступна только на дронах Inspire, позволяет аппарату лететь в автономном режиме, пока его камера продолжает отслеживать выбранный объект.

В Spotlight Pro вы также можете использовать подрежим Composition Mode, с помощью которого можно очертить область на экране для начала отслеживания объекта. То есть, камера начнет следить за ним только тогда, когда он пересечет предписанные границы и войдет в очерченный район.

. Фиксация курса / Course Lock

Фиксация (блокировка) курса позволяет вам обеспечить полет дрона по конкретному направлению. То есть, летательный аппарат будет ограничен в маневрах и сможет лететь только в рамках выбранного “коридора” туда и обратно. В этом случае сохраняется свобода управления подвесом и камерой, поэтому на качество съемки данная функция не повлияет.

. Режим “Точки интереса” / Points of Interest

Режим “Точки интереса” (Point of Interest – POI) во многом похож на режим круговой быстрой съемки. В его рамках дрон вынужден двигаться по кругу, а камера будет сфокусирована на выбранном объекте. Вы можете в рамках режима POI регулировать скорость, высоту и радиус полета.

Режим TapFly

Режим TapFly вошел в число классических режимов автономного полета, давно доступных на моделях DJI. Его дословный перевод “Коснись и лети” говорит о сути функционала: вы можете одним касанием на карте дисплея направить дрон в полет, используя мобильное устройство (смартфон или планшет).

Режим позиционирования / Positioning Mode

Режим позиционирования, или P-Mode, также относится к числу стандартных режимов. Его работа основана на использовании модуля GPS и оптических датчиков для стабильного парения. Как правило, у дрона есть две разновидности режима P-Mode: P-GPS и P-OPTI.

Когда беспилотник находится в режиме P-GPS, он использует данные геопозиционирования летательного аппарата, поступающие с модуля GPS. Они используются для компенсации горизонтальных смещений, вызванных ветром, и обеспечивают коптеру устойчивое горизонтальное положение в полете.

Когда дрон теряет сигнал GPS, он может перейти в режим P-OPTI. В этом случае аппарат больше не сможет сохранять свое горизонтальное положение и будет подвергаться воздействию внешних факторов. Однако, несмотря на это, работа оптических датчиков поможет квадрокоптеру (или другому типу мультикоптера) лететь, избегая препятствий.

Сохраняйте полетные маршруты и точки, где выполнялись съемки, если планируете повторять полетное задание.

Программное обеспечение дронов DJI позволяет современным пилотам создавать шаблоны и сохранять полетные маршруты, например, в таких режимах как Waypoints и Draw. Это полезно, если у вас запланировано повторение полетного задания или вы считаете, что есть вероятность повторить полет. Любителям такая функция не особо нужна, но для профессионалов ее наличие будет очень хорошим подспорьем в работе.

Режим Active Track

Это один из самых популярных и часто используемых интеллектуальных режимов полета у беспилотников DJI. Сочетая работу модуля GPS и камер, дрон способен отслеживать интересующие вас объекты, включая людей, животных или транспортные средства. Ваше наблюдение при этом необязательно.

Дрон выполняет свою работу в автоматическом режиме после поступления команды. Режим отслеживания в действительности имеет три варианта: Trace, Profile и Spotlight. В зависимости от них генерируется позиция беспилотника относительно объекта отслеживания.

Например, если вы выбрали режим Trace, то коптер будет следовать за объектом, поддерживая расстояние, установленное заранее самим пилотом. Если же вы хотите отслеживать объект спереди, то тогда лучше перейти в режим Profile. Режим Spotlight поможет при динамичной съемке. Объект будет удерживаться в фокусе, даже если вы будете маневрировать дроном в разных направлениях.

Режим ориентации / Attitude Mode

Иногда возникает ситуация, когда дрон может потерять как сигнал GPS, так и данные с оптических датчиков. Однако для таких случаев имеется бортовой барометр, с помощью которого летательный аппарат в состоянии удерживать высоту. И все же, в таком положении возникает опасность дрейфа, а сам полет в режиме ориентации становится крайне сложным. И это в полной мере касается не только новичков, но и опытных пилотов.

Сложности пилотирования в этой ситуации обусловлены необходимостью постоянно компенсировать горизонтальные сносы для удержания стабильного курса полета. Без данных геопозиционирования летательный аппарат передвигается в воздухе относительно направления своей носовой части, а это может дезориентировать пилота.

Несмотря на трудности полета в режиме ориентации, это излюбленный режим пилотирования многих кинооператоров и режиссеров. Причина этого довольно проста. Постоянная GPS-компенсация может генерировать резкие движения, которых нет в режиме ориентации что приводит к более плавным кадрам аэросъемки.

Кроме этого, отсутствия автоматического торможения, которое также отключается в режиме ориентации, помогает летательному аппарату останавливать более плавно и естественно, как только пилот отпускает управление. Для съемок это тоже очевидное преимущество.

QuickShot

Как следует из названия, QuickShot Mode разработан для быстрого и удобного создания фотографий и видеоклипов. В любом из его подрежимов выбрать объект для QuickShot очень просто, например, нажать на него на дисплее или нарисовать вокруг него рамку. Простота режима кажущаяся, так как для ваших творческих идей дрон может летать по разным курсам, а вы можете выбирать между разными схемами.

Одним из самых популярных режимов QuickShot является Dronie, где дрон летит вверх и назад, сохраняя при этом фокус на объекте. Если вы смотрели современное видео, снятое бортовой камерой беспилотника, то, возможно, уже видели в действии режим Dronie в действии.

Режим Helix делает более QuickShot еще более интересным, так как коптер в таком случае двигается вверх, вращаясь по спирали. Наконец, режим Circle Mode упрощает задачу: дрон совершает ровно один оборот вокруг предмета, на котором сфокусирована его камера.

Спортивный режим / Sport Mode

На всех дронах DJI, где вы найдете этот режим, он предназначен для предельных скоростей полета. Однако нужно помнить, что здесь скорость оборачивается отключением системы обхода препятствий. Вся ответственность за безопасное управление и отсутствие аварий возлагается на пилота.

Режим “Штатив” / Tripod

Режим «Штатив» чрезвычайно популярен среди профессиональных фотографов, увлекающихся съемкой с дрона. Он чрезвычайно удобен для съемки фото и видео с близкого расстояния. В этом режиме скорость движения дрона снижается до примерно 4-5 км/ч. Специально настроенные элементы управления помогают пилоту совершать очень точные движения и сохранять стабильное положение беспилотника. Однако эффективная работа данного режима очень сильно зависит от наличия и качества сигнала GPS.

Режим Draw

В этом режиме вы можете указать путь, по которому будет следовать дрон, просто нарисовав схему на экране вашего мобильного устройства. Скорость движения может контролироваться с помощью ползунков меню на дисплее. Движение камеры будет зависеть от того, находится ли дрон в режиме “Вперед” или “Свободно”.

Смотрите про коптеры:  Приложения для продвинутых авиапассажиров: Air Navigation –

Режим Waypoints

Как и в режиме Draw, вы можете указать траекторию полета вашего дрона в режиме Waypoints. Основное отличие состоит в том, что вам нужно лишь отметить интересующие вас точки маршрута. Летательный аппарат будет двигаться, ориентируясь на них. Это полезно, если в этих точках дрону нужно выполнить какую-либо работу (отснять материал, провести инспекцию и т.п.).

Почему данный режим очень эффективен? Дрон может в таком случае гибко выбирать наиболее рациональный маршрут передвижения от одной точки к другой. Также повышается точность полета, так как точки устанавливаются с использованием координат. Также ПО в дронах DJI позволяет запомнить данные точки для повторения маршрута.

Режим жестов / Gesture Mode

Режим жестов впервые появился на старших моделях Mavic. Затем он был внедрен на популярную сегодня компактную модель Spark, где функционал этого режима был расширен. И хотя этот режим сегодня можно встретить не на всех моделях DJI, тем не менее он пользуется популярностью, особенно при управлении камерой для определенных режимов и стилей съемки (Селфи).

У Spark режим управления жестами также позволяет запускать дрон с руки (PalmLauch), как только аппарат сможет распознать ваше лицо. PalmControl, еще одна эксклюзивная функция Spark, позволяющая вам управлять дроном, перемещая руку перед его датчиком.

Если вы хотите быстро сфотографировать себя в режиме жестов, вам достаточно руками изобразить рамку перед своим лицом. И наоборот, подняв руки вверх и направляя ее к дрону под углом 45 градусов, вы запускаете видеозапись.

У профессиональных дронов DJI нет такой функции, как “Режим жестов”, что вполне логично. Зато начинающие коптероводы и даже опытные операторы-любители очень любят за наличие этой функции, возможно, несколько устаревший на сегодня Spark.

Режим слежения за рельефом / Terrain Follow Mode

Режим Terrain Follow Mode доступен только в дронах DJI с оптическими сенсорами, которые обращены вниз. К ним относятся такие модели, как Phantom 4 Pro и Mavic, а также ряд промышленных и сельскохозяйственных коптеров. В этом режиме беспилотник может поддерживать постоянную разницу высот от земли даже при подъеме на гору с уклоном до 20 градусов.

Время и место

Лучшим временем для любой съемки считаются два часа после рассвета и два часа перед закатом. Свет в это время ложится мягко, а небосвод играет теплыми тонами. Фотографии и видео при таких условиях получаются уютными и нежными. Для запуска лучше воспользоваться укромным местом, что позволит спокойно, без спешки подготовить дрон и настроиться на нужный творческий лад.

Раннее утро подходит для запуска дрона в городе лучше всего. Людей еще нет, но свет уже хороший.

Не запускайте дрон возле режимных объектов и аэродромов — это незаконно. Также сторонитесь и огороженных территорий, ведь в случае непредвиденной посадки за забором коптер трудно будет достать.  Также, по возможности, следует избегать мест с геомагнитными полями, нарушающими функционирование компаса.

Дополнительное оборудование

Время полета дрона при полностью заряженном аккумуляторе зависит от модели — обычно это от 5 до 30 минут. Поэтому для длительной съемки возьмите с собой пару-тройку запасных аккумуляторов или пауэрбанк для подзарядки. И не дожидайтесь полной разрядки батареи во время полета, иначе дрон просто упадет.

Фильтр нейтральной плотности или ND-фильтр — полезный аксессуар для камеры квадрокоптера. Он поглощает часть проходящего сквозь него света без влияния на цветопередачу. Это дает возможность увеличивать время экспозиции, что немаловажно при съемке с дрона. Без использования ND-фильтров практически невозможно добиться качественной видеосъемки при высокой освещенности.

Интеллектуальные полетные режимы

Комплекс интеллектуальных режимов на разных моделях DJI может несколько отличаться по количеству доступных стилей пилотирования, но суть их одна и та же. С помощью интеллектуальных режимов ваш дрон получает возможность летать автономно, то есть работает что-то вроде системы автопилота.

Краткий обзор

DJI Spreading Wings S900 – один из лучших летающих дронов. Укомплектован 6 моторами и при собственном взлетном весе 3,3 кг может поднимать в воздух 8,2 кг. Время нахождения в полете с половинной нагрузкой до 4 кг – 18 — 20 мин. Стоимость в зависимости от комплектации 1650 – 4600 дол США.DJI Spreading Wings S900DJI Phantom 2 Vision от компании Phantom. Полный вес устройства 1030 гр. Время в воздухе 25 мин. Удаленность от оператора управления 1 км. Можно ввести автономный маршрут на 16 контрольных точек. Встроенная камера с разрешением 14 мегапикселей. Стоимость от 599 дол. США.DJI Phantom 2 Vision  Wltoys V272 – одна из самых миниатюрных моделей, имеющихся в продаже. Размер 4,5х4,5 см. укомплектована 0,3 Мpic камерой. Время в воздухе 4 мин. Дальность управления 100 м. стоимость 30 дол. США.Wltoys V272

Первый полет

Для начала откалибруйте датчики дрона и настройки полетных характеристик: скорости, максимальной высоты, дальности полета и прочего — подробно о том, как это сделать, написано в инструкции к квадрокоптеру.  Наверняка вам сразу же захочется сделать эпичные кадры и видео бушующей стихии, но на первых порах лучше обойтись без этого, иначе эксперименты закончатся, не успев начаться. Начинайте запуски днем в хорошую погоду без сильного ветра и дождя, чтобы не потерять устройство.

Затем нужно выбрать подходящее место для запуска. Помните, что запускаются дроны с земли, а не из рук. Для этого подойдет сухое ровное пространство без препятствий, за которые могут зацепиться пропеллеры. Это же место будет точкой посадки для коптера с функцией возврата на исходное место.

Не снимайте возле больших водоемов, между зданиями или деревьями на первых порах. Да, именно в таких местах получаются интересные фото с большим количеством деталей или невероятно «свободные» видео. Но для тренировок лучше  выбрать парк с обширными газонами, поле, пустырь — так вы не повредите дрон в первый же день.

Выучите назначение всех джойстиков и кнопок на ПДУ, чтобы управлять вслепую. Ведь вам придется постоянно держать гаджет в поле зрения, следить за его местоположением относительно различных препятствий и воздействием ветра на движение.

Откалибровали и с местом все в порядке?  Поднимите коптер на пару метров, чтобы прочувствовать динамику движения, ощутить отклонения при порывах ветра и научиться выполнять корректировку положения устройства с поправкой на ветер. Оставаясь на этой же высоте, поперемещайте квадрокоптер вперед-назад в горизонтальной плоскости. Затем вправо-влево и совершите разворот вокруг собственной оси.

Разновидности

В большинстве случаев классификация моделей основана на количестве пропеллеров, ведь от этого показателя зависит как грузоподъемность, так и дальность полета дрона с камерой:

  • Коптер – вертолет дрон с камерой и одним подземным воздушным винтом;
  • Мультикоптер – название является собирательным для всех дронов имеющих количество пропеллеров более 2, наиболее распространены следующие компоновки:
  • Трикоптер – 3;
  • Квадрокоптер – 4;
  • Гексакоптер – 6;
  • Октооптер – 8.

При покупке устройств следует обратить особое внимание на комплектацию от нее зависит, сколько стоит летающий дрон с камерой:

Ready-to-Fly – в переводе «готов к полету», устройство не требует дополнительных приспособлений и готово к использованию после подключения батарей и калибровки электронного компаса.

Flying Platform – устройство представляет собой «конструктор» в комплекте которого есть корпус, моторы, консоли крепления (лучи) для моторов, комплект проводов и креплений. Перед запуском необходимо произвести сборку устройства.

Наличие камеры в стандартном комплекте совершенно необязательно, чаще всего они могут быть интегрированы в платформу средних и миниатюрных моделей. Существует тенденция, чем больше дрон, тем меньше вероятность наличия камеры.

Для начинающих рекомендуется использование различных моделей экстремальных камер типа GoPro, которые лучше защищены от физического  воздействия и влияния влажности.

Регистрация дрона

27 сентября 2020 года в силу вступило новое постановление Правительства Российской Федерации об обязательной регистрации беспилотных воздушных судов. Теперь каждый владелец квадрокоптера весом от 250 г до 30 кг обязан в течение 10 дней после покупки поставить гаджет на учет, написав заявление в Федеральное агентство воздушного транспорта. Как это сделать подробно описал портал Госуслуги.

Также перед началом использования лучше зафиксировать дрон в системе геопространственной информации DJI GEO System. Она в режиме полета через приложение на вашем смартфоне или планшете покажет запретные и разрешенные зоны для полетов. Регистрировать коптер предпочтительно на улице, так как в здании сигнал спутника может быть ослаблен.

Стандартные режимы полета

Начнем именно с них, и вы сразу поймете, почему. Дело в том, что стандартные режимы полета не предназначены для ведения съемки с воздуха. Эти виды управления коптером помогают пилоту выбирать ту манеру пилотирования, которая соответствует его знаниям и опыту.

Съемка

Большая часть квадрокоптеров оснащена камерой, однако у камер бюджетных моделей низкая разрешающая способность и зачастую положение камеры относительно дрона не меняется. Поэтому для получения более качественного фото- и видеоматериала при ограниченном бюджете можно приобрести недорогой дрон и экшн-камеру с высоким разрешением.

Настройка позиции камеры производится до запуска дрона и в ходе эксплуатации не меняется. Динамика видео создается маневрированием дроном, а не камерой. Можно воспользоваться готовыми траекториями движения и их комбинациями, активировав их на пульте коптера.

А для приобретения основных навыков управления коптером попробуйте несколько простых приемов. Например:

  • Комбинация «камера вниз набор высоты» позволит снять динамически увеличивающуюся панораму.

  • Совмещение набора высоты и легкого вращения с опущенной вниз камерой снимет отдаляющуюся землю с эффектом головокружения.

  • Движением вверх с камерой «строго в горизонт» можно заснять дальний план с линией горизонта.

Устройство

Несмотря на большое разнообразие моделей и форм, устройства имеют одинаковую компоновку:

  • Платформа – каркас, к которому крепятся все остальные элементы;
  • Лучи – консоли, на которых закрепляются пропеллеры;
  • Карданный шарнир или подвеска – устройство, к которому крепится камера;
  • Видеокамера – обычно это FPV камера, которая не предназначена для выполнения записи, а только транслирует сигнал;
  • Двигатели;
  • Аккумулятор;
  • Управляющая электроника и контролирующие устройства:
    • Процессор – в соответствии с данными поступающими от гироскопа, акселерометра и барометра распределяет мощность электроэнергии с аккумулятора на двигатели;
    • Гироскоп – определяет положение устройства в воздухе и стабилизирует его относительно горизонта;
    • Барометр – отвечает за стабилизацию аппарата по высоте;
    • Акселерометр – определяет ускорение дрона по горизонтали и определяет угол наклона устройства.
    • GPS навигатор;
    • Wi-Fi – антенна.

Заключение

Аэрофото- и видеосъемка с борта беспилотника – это одно из самых увлекательных и интересных занятий, которым может заниматься человек любого возраста. Для большинства, и это понятно, это главная причина покупки летательного аппарата. Сегодня благодаря совершенствованию системы интеллектуальных режимов пилотирования в продуктах DJI зачастую для съемки даже уникальных материалов не всегда требуется высокий уровень навыков в пилотировании.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector