Квадрокоптер с камерой подключением смартфона. Лучшие квадрокоптеры, которыми можно управлять со смартфона

Основные движения квадрокоптера в воздухе

Органы пульта управления повторяют основные движения дрона в воздухе это:

• Pitch или тангаж – наклон и продольное движение вперед /назад;
• Roll или крен – наклон и поперечное движение в стороны (влево/вправо);
• Yaw или рыскание – повороты влево/вправо относительно вертикальной оси;
• Throttle или газ – отвечает за подъём/спуск дрона в воздух/на землю.

Такой тип управления называется четырёхканальным. Именно им оборудована большая часть квадрокоптеров. Чаще всего расположение органов управления на пульте такое: левый стик отвечает за газ и рысканье, а правый за тангаж и крен. Такое расположение органов управления называется Mode 2, если они расположены наоборот – это Mode 1 (менее распространен).

Чтобы начать обучение полетам следует придерживаться нескольких правил и советов – это поможет сохранить и дрона, и окружающих. Перейдем от теории к практике!

Итак, вот что вы должны сделать перед тем, как приступить к управлению квадрокоптером:

1. Для обучения лучше подходят небольшие дроны. Они не слишком тяжёлые, что снизит его повреждения при падении и возможность получить травмы вам и окружающим вас людям.
2. Если есть в комплекте шасси (лапы) для квадрокоптера – установите их, а также наденьте защиту на винты, обычно она выполнена в виде ободков, если они есть в комплекте. Винты часто ломаются при столкновении со стенами, ветвями деревьев или стеблями сорняков, а лапы защитят нижнюю часть дрона при приземлении.
3. Учитесь либо в большой комнате (не повредите мебель и обои), либо на открытой безлюдной площадке, желательно неасфальтированной (это снизит вероятность повреждений при приземлении).
4. Учитывайте, что аккумулятора обычно хватает на 10-15 минут работы и захватите по возможности запасные аккумуляторы.
5. Не поднимайтесь высоко, летайте в пределах видимости, если квадрокоптер на оборудован функцией возврата домой. Также избегайте деревьев и крыш (особенно чужих домов).
6. Учитывайте менталитет окружающих, люди не одобрят, если вы будете летать около их окон.

Важно!

Не нужно летать над головами людей, если вы только недавно начали практиковаться в полётах. Держитесь подальше от препятствий и водоёмов, а также чужих автомобилей. Это поможет сохранить ваше время, нервы и деньги.

Выбор полетного контроллера

Так как мне нужно транслировать видео и телеметрию через интернет, то сразу приходит на ум поставить на дрон микрокомпьютер с 4G модемом и камерой, и сделать из этого комплекта web-трансляцию. Нашлись вот такие решения: раз, два, три. Это обычные одноплатники с внешним USB 4G модемом и камерой.

Для кодирования и трансляции видео используется gstreamer. Но эти штуки сами по себе дроном управлять не умеют, их нужно использовать совместно с полетным контроллером.Полетный контроллер — это мозг дрона. Он следит за состоянием датчиков положения (гироскоп, акселерометр, компас)

, GPS-координатами, положением ручек на пульте управления и, исходя из этих данных, управляет моторами, чтобы висеть в одной точке или куда-то лететь. Полетный контроллер нужно будет как-то связать с бортовым компьютером, чтобы можно было загрузить полетное задание или указать произвольную точку куда лететь и когда включать камеру.

С Ardupilot я игрался еще на 8-битных атмегах, в которых не было USB-bootloader’а, а прошивались они на программаторе. С тех пор с ним не сталкивался и был приятно удивлен, когда узнал, что сейчас он может работать на 64-битных компьютерах с Linux, у него огромное сообщество пользователей как хобби, так и профи, длинный список поддерживаемых “из коробки” датчиков и расписанные планы на 2023-2023 годы. За это время он успел перерасти в проект DroneCode, а потом и отсоединиться от него.

На первый взгляд в нем как раз реализованы все необходимые функции: автоматический взлет и посадка, загрузка полетных заданий, есть desktop и мобильные приложения под все основные семейства ОС. Программы управления (GCS — Ground Control Station) общаются с бортовым контроллером короткими сообщениями по открытому протоколу MAVLink через комплект радиомодемов (дрон шлет телеметрию, GCS шлет команды управления). Подозреваю, что эти сообщения получится пустить через интернет.

Взглянем на список поддерживаемых контроллеров и что-нибудь подберем. Вариантов там полтора десятка от мала до велика и с разными характеристиками.

Из всего того многообразия контроллеров мне понравилось несколько вариантов:

Самый легкий комплект (84 г) получается из микрокомпьютера Raspberry Pi Zero W (9 г), контроллера Erle PXFMini (15 г), родного внешнего GNSS модуля (46 г) и дополнительного USB-концентратора (14 г).

Рабочий процессор в этом комплекте один — на Raspberry Pi. На нем висит управление ШИМ регуляторов моторов, считывание показаний датчиков, ОС Linux со всеми потрохами и декодирование видео с камеры. Так как в Pi Zero не предусмотрены USB порты, то в этом варианте приходится использовать внешний концентратор. IMU датчики и вход питания без резервирования.

Следующий комплект (97 г) от гонконгской компании с русскими фамилиями в команде разработчиков — контроллер Emlid Edge (59 г) с GNSS модулем (38 г). GNSS модуль работает по протоколу UAVCAN и дополнительно оснащен магнитометром и датчиком воздушного давления. За ШИМ здесь отвечает отдельный процессор ARM Cortex-M3, ОС Linux крутится на основном ARM Cortex-A53 quad-core.

В контроллере имеется HDMI видеовход, что позволяет подключить к нему напрямую любую камеру с таким выходом, например GoPro 4 или 5. Относительно высокая стоимость объясняется дальнобойными wifi-приемопередатчиками в комплекте (до 2 км с трансляцией HD-видео).

Следующий вариант (98 г) состоит из знаменитого микрокомпьютера Raspberry Pi 3 (45 г) с контроллером-шилдом Navio 2 (23 г) от той же Emlid и внешней GNSS-антенны (30 г). На контроллере стоит отдельный процессор Cortex-M3 для управления ШИМ на 14 каналах и расшифровки входящих SBUS и PPM сигналов от приемника. Он, в свою очередь, управляется через драйвер в ядре ОС Linux, которая крутится на Raspberry.

Контроллер оснащен парой раздельных IMU датчиков (акселерометр, гироскоп, магнитометр) MPU9250 и LSM9DS1, одним датчиком воздушного давления и GNSS-модулем U-blox NEO-M8N, который видит GPS, Глонасс и BeiDou с внешней антенной через разъем MCX.

Какой квадрокоптер купить для съёмки

Современные мультикоптеры с камерой можно разделить на несколько подгрупп:

1. Бюджетные дроны с камерой;
2. Селфи дроны;
3. Круизные квадрокоптеры;
4. Квадрокоптеры для профессиональной съемки.

Стоимость бюджетных аппаратов с неплохой HD или Full HD камерой лежит в пределах от 60 до 150 долларов. Эти машины предназначены лишь для первичного ознакомления с процессом, поэтому на них устанавливается самый примитивный подвес или он вовсе отсутствует.

Иногда такой дрон имеет режим удержания высоты. Выбор интеллектуальных режимов полета и съемки откровенно небогат. Максимум, на что может рассчитывать оператор, так это на функцию Follow Me (дрон сопровождает наземную цель) и Surrounded Flight (дрон летает вокруг объекта съемки).

Более высокую ступень занимают селфи дроны (Selfie Drones). Этот отдельный класс складных ЛА оснащен камерами хорошего качества и, как правило, работает под управлением мобильного приложения. В сложенном состоянии габариты таких коптеров немногим отличаются от размеров современных смартфонов.

На лучшие образцы Selfie Drones устанавливаются камеры 4K со стабилизацией изображения, автоматическим брекетингом, возможностью панорамной съемки и другими примочками. Работу оператора облегчает множество автоматических траекторий, заложенных в программу поведения ЛА – TapFly, ActiveTrack и др. Очень часто допускается управление с помощью жестов.

Среди лидеров продаж можно назвать DJI Spark, Yuneec Breeze 4K и Zerotech DOBBY. Стоимость изделий колеблется в очень широких пределах – от 250 до US $700.

Внимательный читатель заметит отсутствие в приведенном выше списке DJI Mavic Pro. Мы посвятили этой машине отдельный обширный обзор, так как ее, пожалуй, можно считать абсолютно лучшей моделью с камерой.

Самые известные круизные квадрокоптеры выпускаются компанией DJI под маркой Phantom. Эти воздушные платформы отличаются великолепными летными качествами, большим временем и дальностью полета, наличием спутниковой навигации и отличной системой безопасности.

В качестве примера рассмотрим возможности типичного представителя класса круизных квадрокоптеров – DJI Phantom 4 Pro. Он оснащен несколькими интеллектуальными системами поддержки полета – двойной спутниковой системой, модулем обнаружения препятствий и улучшенной системой визуального позиционирования.

Мощная камера использует стабилизированный подвес и способна захватывать видео 4K при 30 fps. При этом включается автоматическая система преодоления препятствий, которая освобождает оператора от постоянного анализа воздушной обстановки и позволяет ему полностью сосредоточиться на съемке.

Профессиональные дроны с камерой выпускаются такими известными компаниями, как DJI (Inspire 2 и Matrice 600) и Yuneec (Typhoon H и H520). Большинство этих машин имеют высокую грузоподъемность, немалые размеры и складные лучи.

Часть из них построена по схеме гексакоптера. Такая схема повышает плавность полета, а отказ одного из двигателей не приводит к аварии. Ноги ЛА в полете обычно убираются, что позволяет оператору без помех выполнять круговую съемку. Система безопасности представлена множеством разнотипных сенсоров – от ультразвуковых до инфракрасных.

Список интеллектуальных режимов обширен – Orbit, Follow Me, Return to Home, Point of Interest, Waypoints и др. Исходя из требований безопасности, высота и дальность полетов у таких дронов обычно ограничивается.

Очень интересно прикладное программное обеспечение, которое позволяет в короткие сроки проводить постобработку полученного материала, создавать геодезические планы, ландшафтные 3D модели и многое другое.

Советуем посмотреть наш топ дронов для съёмки

Крепеж смартфона на пульту управления

Tarot Smartphone Clamp Tablet
Купить: FPV Phone Holder Clamp
Купить: Tablet Cell Phone Transmitter
Купить: Eachine E33W RC Quadcopter
Купить: DM002 RC Quadcopter Spare
Купить: BAYANGTOYS X16 X21 RC
Купить: Phone Bracket Holder Mount
Купить: Eachine E52 RC Quadcopter
Купить: ulanzi Clamp Mount Fixed
Купить: FPV 10 inch IPAD
Купить: Phone Support Holder For
Купить: SYMA X8PRO RC Drone
Купить:

Константин, Обзор квадрокоптеров

Настройка и запуск ardupilot

Релизы новых версий Ardupilot немного запаздывают в сборке от Emlid. Если необходимый функционал доступен в самой последней версии, то установить ее из исходников можно по этой инструкции.Разработчики Navio добавили в свою сборку простую и удобную утилиту Emlid tool для проверки датчиков и настройки Ardupilot. Сначала проверим, видит ли Raspberry контроллер Navio:

emlidtool info Если в ответ на эту команду выдает что-то вроде: Vendor: Emlid Limited Product: Navio 2 Issue: Emlid 2023-06-05 831f3b08594f2da17dccae980a2e3659115ef71f Kernel: 4.14.34-emlid-v7 RCIO firmware: 0xcaec2284 значит видит. Проверим состояние датчиков (покажет список и состояние): emlidtool test и драйвера ШИМ-контроллера в ядре Linux: cat /sys/kernel/rcio/status/alive 0 = не работает, 1 = работает.

Прошивка ШИМ-контроллера обновляется так:

sudo emlidtool rcio update Теперь настроим Ardupilot: sudo emlidtool ardupilot В терминале откроется текстовый GUI с пошаговыми менюшками. Выбираем copter последней версии, типarducopter, автозапуск при включении (On boot: enable), старт после настройки (Ardupilot: start).

Выходим через пункт меню Quit

Проверим запустился ли Ardupilot:

sudo systemctl status arducopter Обратите внимание, файл запуска в systemd называется arducopter, так как настроен был вариантcopter.

Теперь нужно настроить Ardupilot так, чтобы он отправлял нам телеметрию. Для этого отредактируем файл конфигурации:

sudo nano /etc/default/arducopter В нем должны быть такие строки: TELEM1=»-A udp:127.0.0.1:14550″ ARDUPILOT_OPTS=»$TELEM1″ Сохраняем файл (Ctrl X, затемY) и перезапускаем Ardupilot: sudo systemctl daemon-reload sudo systemctl restart arducopter Проверить состояние процесса Ardupilot можно такой командой: sudo systemctl status arducopter С такими настройками Ardupilot будет транслировать телеметрию (пакеты MAVLink)

Вместо локального адреса и порта можно записать IP-адрес ПК или планшета в локальной сети и пакеты будут транслироваться сразу туда.

Однако, такой подход оправдан, если данные телеметрии больше нигде не используются и у устройства с GCS статический IP адрес. Иначе каждый раз в настройках Ardupilot придется прописывать новый. Чтобы общаться с автопилотом по TCP могли одновременно несколько GCS с динамическими адресами и еще какие-нибудь скрипты на самом бортовом компьютере, удобнее использовать MAVProxy.

Этот скрипт (написан на Python) может получать пакеты MAVLink на локальный UDP-адрес и ретранслировать их на несколько локальных или удаленных IP-адресов как по UDP, так и по TCP. Пакеты передаются в обоих направлениях Ardupilot ⇔ GCS. Кроме того, MAVProxy представляет из себя полноценную GCS, но с текстовым интерфейсом.

Первые полеты «от первого лица»

Долгожданная посылка пришла. Взял у друга GoPro Hero 2 и установил всё на коптер. Первый полет — ощущения непередаваемые.

Это компьютерная игра, тип «симулятор полета», с очень сложным управлением и одной жизнью, но только в реальности.

(На видео дополнительно запечатлены моя жена, родители и собака. Но я думаю никто не обидится.)

В общем — это круто! Если вы думаете, стоит или нет этим заниматься, то я вам советую: стоит! Только сначала прочитайте статьи PaulMan — там очень четко, может даже чересчур подробно, написано, с чего стоит начинать, как тренироваться и т.д.

Но, конечно, всё проходило не так гладко, как хотелось бы. Сигнал видео становился зашумленным уже через 50 метров (но это на моей тестовой поляне — в том месте до сих пор иногда пробивается шум). Пульт при тестах на земле то работал на 300 метров, то терял связь через 100.
Первым делом решил переделать видео антенны. Решил делать 3х лепестковый “клевер” на передатчик и 4х лепестковый на приемник. Сигнал изменился в разы! Наземный тест показал дальность 3 километра — сигнал ещё был, но дальше по прямой ехать было уже некуда. Пульт всё так же работал на 100-300 метров.

Полетав один день так, я понял, что хочу летать дальше! Но я даже не мог улететь на всю дальность пульта — телеметрии нет — RSSI (Received Signal Strength Indication) данные передавать нечем. Обратной связи у пульта тоже нет.Заказал модули OpenLRS для пульта и для модели.

Опять ожидание и учебные полеты с FPV. За это время прикупил GoPro Hero 3 Black.

Забрав с почты долгожданную посылку, прикручиваю всё к коптеру. OpenLRS с оригинальными антеннами, вызывающий подозрения фильтр для видео можно выкинуть, и кончено OSD — сразу чувствуешь себя как пилот истребителя!

Естественно, не обошлось без кучи перепрошиваний OpenLRS, причем USB-UART переходник на 3.3 вольта я заказать забыл, так что пришлось вытравить самому (одна FT232RL обошлась в 3 раза дороже, чем готовое изделие оттуда, но зато плату сделал универсальную на 3.3 и 5 вольт).

Теперь у пульта есть обратная связь! Он пищит при потере пакетов. Отлетаю на ~150 метров — и раздается писк. Мда… Система для дальних полетов… Надо попробовать сделать антенны! Для аппаратуры я выбрал простейшие Vee-dipole антенны. И опять результат великолепный — за всё время с этими антеннами было попискивание только один раз, когда я залетел за ЛЭП. Дальность не мерил, но отлетал на 3км в сторону и 1км в высоту — сигнал был стабильный.

Плюсы и минусы подключения через канал wi-fi

Достоинства:

• Экран смартфона служит для передачи видео в реальном масштабе времени;
• Весь полетный функционал дрона контролируется простыми прикосновениями к экрану;
• Для управления полетом допускается использовать встроенный гироскоп;
• Смартфон создает привычную платформу для большинства молодых пользователей.

Недостатки:

• Слабая дальность управления;
• Приложения для смартфона необходимо регулярно обновлять.

15.08.2023 12:34Чтобы запустить управление квадрокоптером со смартфона

и сделать его простым и понятным, оператору потребуется установка специального софта. Смартфоны и планшеты, поддерживающие операционные системы Android и iOS, каждый пилот может использовать не только в качестве манипулятора, но и как средство для просмотра снятого видео и фотоконтента.

Разберем нюансы работы беспилотных мультироторных полетных комплексов на примере новейшей модели Phantom 4, нового квадрокоптера Innovations. Для полноценной работы этого радиоуправляемого аппарата производители доработали известное многим пилотам мобильное приложение Pilot. Чтобы запустить RTF дрон, пилоту необходимо обновить программу до последней версии.

Управление квадрокоптером со смартфона намного проще и удобней, чем манипулирование при помощи радиопульта. 4-й Фантом обзавелся новыми и очень полезными функциями, которые делают работу пилота простой и комфортной. Для начала следует выделить функцию автоматического облета объектов, которые встречаются на пути следования летательного комплекса.

На борту многороторного беспилотного дрона имеются ультразвуковые сонары (датчики), которые предназначены для сканирования поверхностей впереди беспилотного аппарата и под ним на несколько десятков метров. При обнаружении аварийно опасного объекта платформа автоматически изменит полетную траекторию, а после этого восстановит маршрут следования.

Хотите поучаствовать в гонках беспилотников? Нет ничего проще, если пилот использует спортивный режим, позволяющий разгонять летательную платформу до 72 км/ч

. Это даст возможность не только насладиться скоростным полетом, но и весело провести свободное время. Новинкой в функционале Фантома стал «activetrack», который способен мгновенно распознать заданный объект, находящийся в движении и при этом вести видеосъемку.

Стоит отметить, что его изображение будет всегда находиться строго по очень удобен и гарантирует возврат квадрокоптера домой, если по какой-либо причине мультироторная платформа скрылась из виду. При возврате на базу в автоматическом режиме летательный аппарат будут защищать от столкновений те же сонары, которые не дадут беспилотнику врезаться в дерево или застрять в высоковольтных проводах.

Способы защиты от квадрокоптеров и других коммерческих дронов. стриж, гарпун, ступор.

Топ–10 квадрокоптеров с максимальной дальностью полета

легкий вес;

складной механизм;

компактность;

автоматический взлет, посадка и возврат домой;

максимальное время полета – 21 мин;

максимальная высота полета – 120 м;

максимальная скорость полета – 11.11 м/с.

Цены в интернет-магазинах

хорошая комплектация;

отличная устойчивость к ветру и летные характеристики;

возможность съемки в формате 4К;

максимальное время полета – 31 мин;

максимальная высота полета – 4000 м;

максимальная скорость полета – 16 м/с.

Цены в интернет-магазинах

мгновенный контакт с пультом дистанционного управления;

тихая работа;

максимальное время полета – 31 мин;

максимальная скорость полета – 19 м/с.

Цены в интернет-магазинах

функциональность;

стабильность полета;

хорошая сопротивляемость ветру;

отличное качество записи видео;

максимальное время полета – 34 мин;

максимальная высота полета – 5000 м;

максимальная скорость полета – 19 м/с.

Цены в интернет-магазинах

поддержка подключения VR-очков;

быстрая зарядка батареи;

хорошая автономность;

функциональность;

максимальное время полета – 13 мин;

максимальная скорость полета – 8 м/с.

Цены в интернет-магазинах

10-битная глубина цвета;

широкий выбор функций для съемки видео;

1-дюймовый сенсор;

максимальное время полета – 31 мин;

максимальная высота полета – 5000 м;

максимальная скорость полета – 19 м/с.

Цены в интернет-магазинах

качественные очки;

комфорт эксплуатации для пользователей с любым опытом;

высокое качество сборки;

максимальная высота полета – 6000 м;

максимальная скорость полета – 39 м/с.

Цены в интернет-магазинах

маневренность;

встроенная память;

четкие изображения;

регулирование жестами;

панорамная съемка;

максимальное время полета – 34 мин;

максимальная скорость полета – 19 м/с.

Цены в интернет-магазинах

5 запрограммированных режимов;

удобное управление;

компактность;

хороший аккумулятор;

две скорости – Спорт и Стандарт;

максимальное время полета – 13 мин;

максимальная скорость полета – 8 м/с.

Цены в интернет-магазинах

нет необходимости в регистрации;

удержание высоты;

камера с подвесом;

контроль высоты;

максимальное время полета – 30 мин;

максимальная высота полета – 3000 м;

максимальная скорость полета – 13 м/с.

Цены в интернет-магазинах