- Предполётный чек-лист
- Взлёт и посадка
- Дрон — функции компаса и видеонаблюдения
- И никакой тайны: дроны превращаются в серьезную проблему
- Камера: видео и фотосъемка
- О методологии и особенностях устройств эксперимента
- Принцип действия дрона (бпла)
- Рамы дронов с большой дальностью полета
- Рой беспилотников
- Терабайты для принятия решений
- Заключение
Предполётный чек-лист
Перед тем как приступить к взлёту, пилоты любого воздушного судна всегда проводят визуальную проверку элементов судна на предмет их целостности согласно предполётному чек-листу. Вам как пилоту дрона также рекомендуется перед каждым полётом прочекать следующее:
- Проверьте физическое состояние дрона. Ищите следы износа или повреждения на фюзеляже, лучах (рычаги на которых установлены моторы), пропеллерах. Кстати пропеллеры являются самым хрупким компонентом дрона. Эксплуатация деформированных, имеющих любого рода повреждения пропеллеров не допустимо!
- Ознакомьтесь с правилами и регламентами полётов того места, где вы планируете летать.
- Убедитесь, что батареи полностью заряжены и имеют достаточную мощность для полёта.
- Перед включением дрона не забудьте снять транспортировочную защиту подвеса камеры!
- Проверьте, статус готовности всех основных электронных компонентов дрона, а также статус сопряжения пульта с дроном. Обращаем ваше внимание на то, что программное обеспечение большинства современных дронов содержит специальный раздел, в котором демонстрируется готовность ключевой электроники к работе (текущий полётный режим, состояние сенсоров визуализации, компаса, IMU, АКБ и т.д.).
- Обратите внимание на погодные условия. Например, на скорость ветра, который обычно сильнее на больших высотах, чем на уровне земли. Используйте для информирования различные мобильные приложения, такие как UAV Forecast (iOS/Android; Поддерживает интерфейс на русском языке).
- Проверьте, свободна ли зона вокруг вашего дрона для взлёта и посадки.
- Проверьте настройки вашей камеры. Возможность полноценно видеть то, что видит камера вашего дрона, сделает полёт более безопасным.
- Убедитесь, что в вашем дроне есть карта памяти, если вы планируете снимать.
- Сообщите всем, кто находится рядом с дроном, что вы собираетесь взлететь
- Следите за окружающей обстановкой во время полёта
Как только вы освоитесь с управлением и принципами работы дрона, помните, что только практика совершенствует ваш скилл, с улучшением которого вы сможете безопасно развлекаться и проявлять творческий подход. Вас ждёт целый новый мир.
Взлёт и посадка
Самый важный момент в управлении дроном — это взлёт и посадка. Убедитесь в том, что вы выбрали открытую площадку, которая позволит вам безопасно управлять дроном. Выберите площадку, где нет деревьев, линий электропередач и всего того, что может препятствовать линии обзора.
При взлёте следуйте приведенному ниже перечню мер безопасности, чтобы убедиться, что ваш дрон находится в оптимальном лётном состоянии. Наблюдайте за окружающей обстановкой и обязательно предупредите присутствующих находящихся в непосредственной близости о том, что вы планируете взлететь.
Перед включением дрона не забудьте снять транспортировочную защиту подвеса камеры! Включите питание, обратив внимание на текущий уровень заряда батареи, а также ключевые настройки дрона (например важно проверить настройки режима автоматического возврата домой: действие дрона при потере связи/высота возврата, которая должна быть выше препятствий с которыми потенциально может встретиться дрон при автоматическом возврате).
После проверки настроек дрона увеличьте газ настолько, чтобы он поднялся на полметра/метр от земли. Пока дрон удерживает позицию, продолжите проверять его работоспособность, как визуально, так и посредством программного обеспечения.
В случае возникновения проблем, вы должны быть готовы быстро посадить коптер, из чего следует, что вам также нужно заблаговременно определить и проработать пути быстрой и уверенной посадки дрона в экстренном случае. Если коптер работает правильно и погодные условия соответствуют требованиям, приступайте к набору необходимой для полёта высоты.
На протяжении всего полёта чекайте уровень заряда батареи вашего дрона. Всегда оставляйте себе дополнительное время, чтобы несмотря ни на что вернуть коптер к месту посадки. Стоит понимать, что во время полёта могут возникнуть непредвиденные ситуации, например, если вы вылетели в штиль или по направлению ветра, то возврат к месту взлёта с большей долей вероятности будет против ветра, данный факт неизбежно скажется на скорости разряда АКБ и в конечном счёте вы можете попросту не дотянуть до места взлёта.
Исходя из нашей лётной практики, мы рекомендуем начинать возврат к месту взлёта уже на 70-60% остаточного заряда, такой подход обеспечивает уверенный возврат независимо от внешних факторов и скорости горизонтального полёта. При возврате на 50% остаточного заряда при соблюдении оптимального скоростного режима, вероятнее всего вы вернётесь к месту взлёта с остаточным зарядом равным 3-4%.
Ну а при возврате на остаточном заряде ниже 50% вы рискуете вернуться к месту взлёта в лучшем случае с нулевым зарядом (решает опыт пилотирования). Также стоит напомнить о том, что ввиду самой природы литиевых аккумуляторов их разряд в оптимальных условиях полёта со 100% до 50% протекает куда медленнее, чем с 50% до 0%. Стоит это учитывать!
Когда вы будете готовы посадить беспилотник, объявите всем, кто находится рядом с местом посадки, что дрон возвращается обратно. Подведите коптер к посадочной площадке, плавно снижая скорость. Медленная и осторожная посадка — это главное, когда речь идёт о безопасности.
Приземлите дрон и убедитесь, что пропеллеры перестали вращаться. Когда дрон окажется на земле и двигатели остановятся, прежде чем перемещать дрон или снимать пропеллеры, выключите его питание, отключив аккумулятор.
Дрон — функции компаса и видеонаблюдения
Встроенная в систему дистанционного управления функция компаса обеспечивает дрону точные координаты местоположения в процессе полёта.
Калибровкой компаса устанавливается точка возврата «домой» — место, куда дрону необходимо возвращаться в случае потери сигнала управления. Часто функцию компаса называют «отказоустойчивой функцией».
Одним из важных предметов оснащения дрона является вид от первого лица (FPV — First Person View). Устройство видеокамеры смонтированной на беспилотном летательном аппарате и предназначенной для трансляции видео в реальном времени диспетчеру ДУ.
Таким образом, диспетчер управления дроном наблюдает картину полёта аналогично тому, как если бы находился непосредственно на борту БПЛА и рассматривал вид Земли сверху — от фактического положения кресла пилота.
Функция и оснащение FPV позволяет беспилотным летательным аппаратам совершать перелёты на значительных высотах и на дальние расстояния, ограниченные только зарядом батареи питания. Также «First Person View» обеспечивает безопасность полётов среди препятствий.
Конструкции современных дронов имеют широкодиапазонный беспроводной передатчик FPV, который устанавливается в комплекте с антеннами.
В зависимости от конфигурации, приемником видеосигналов может выступать не только пульт дистанционного управления, но также компьютер, планшет, смартфон.
Последние разработки дронов, например, «DJI Mavic» и «Phantom 4 Pro», обеспечивают передачу видео в реальном времени на расстоянии до 7 км. Системы «Inspire 2» и «Phantom 4 Pro» используют новейшую систему передачи видеосигнала «DJI Lightbridge 2».
Дроны подобные «DJI Mavic Pro» характерны интеграцией контроллеров с интеллектуальными алгоритмами установки нового стандарта беспроводной передачи изображений.
Эта технология даёт высокий уровень разрешения путём снижения латентности и увеличения максимального диапазона частот.
И никакой тайны: дроны превращаются в серьезную проблему
Число преступлений с использованием беспилотников растет быстрыми темпами, так что в некоторых странах только за покупку такого аппарата можно оказаться за решеткой
Когда дроны только появились, они вызывали восторг и удивление – надо же какая славная и полезная игрушка. Наши друзья, которым подарили такой маленький квадрокоптер, сразу же принялись фотографировать с него всякие архитектурные памятники со всех сторон и сверху, и счастью не было конца. Когда же начались первые запреты на использование дронов, мы все дружно стали обвинять власти в зажимании свобод и так далее. Однако, как оказалось, массовое распространение дронов – штука в той же мере полезная, сколь и опасная.
С одной стороны, дроны позволяют снимать захватывающие пейзажи, доставляют посылки, используются для патрулирования местности и выполняют множество других полезных функций. Однако, поскольку этот революционный продукт меняет нашу жизнь, он может представлять угрозу, если используется для нехороших целей. Ведь преступники одними из первых берут на вооружение новые технологии.
За эти майские дни я узнала сразу о двух инцидентах с использованием дронов. Сначала подруга рассказала, как на даче, когда они большой компанией собрались в саду на шашлыки, их буквально атаковал довольно большой дрон, подлетая со всех сторон, то снижаясь, то взмывая вверх. А когда гости попытались его сбить – он забрался повыше и завис прямо над столом… Очень неприятное ощущение, праздник был испорчен, а хозяина так и не обнаружили…
«Сидим однажды с ребенком, разбираем какое-то трудное домашнее задание… и вдруг понимаем, что мы здесь не одни… Прямо перед нашими окнами – а у нас высотный этаж – висит дрон. Причем довольно большой. Завис прямо перед окнами и, видимо, ведет съемку…
Я, как ужаленная, вскочила с места, не зная, что предпринять, а пока думала – он перелетел к другому окну и завис там. Я бегом в ту комнату, отдернула шторы и показала ему кулак. Он преспокойно перелетел к третьему окну. Будь у меня ружье – сбила бы его нахрен с большим удовольствием, а так – что сделаешь?… Потом наглый дрон поднялся выше этажом. Видимо он по кругу облетал дом и заглядывал во все окна. Снимал и передавал кому-то все, что попадало в поле его зрения. Через какое-то время мы увидели, как он удалялся вдаль, а потом пропал из виду.
Вот так-то… Мы-то думаем, что высокие этажи неуязвимы для посторонних глаз, ан не тут-то было. Мало кто из нас, уходя из дома, зашторивает окна, опускает жалюзи. И мало кто живет впотьмах, как крот. Как правило, единственное, что отгораживает нас от внешнего мира и внешнего наблюдения – всего лишь тонкий полупрозрачный тюль.
Днем эта хлипкая шторка еще хоть как-то может помочь, и то не факт, что какими-нибудь фильтрами ее нельзя убрать, но уж в вечернее время, когда внутри квартиры горит свет, она уж точно не защитит ни от чего. И все, что находится в квартире – ваше имущество, ваши дети и вы сами может запросто стать объектом наблюдения преступников.
И вы даже не заметите этого.
Это уже не шутки. А главное, не понятно как с этим бороться. Все эти законодательные запреты – они ж действенны только для законопослушных граждан. Преступников этим не напугаешь. Если надо, их умельцы и сами смастерят вертушку…» Я заинтересовалась этой проблемой и выяснила, что количество преступлений с использованием дронов растет стремительно. Так, в Англии только за один год, число незаконных действий такого рода выросло на 352%! И сейчас речь идет уже о тысячах случаев, связанных с беспилотниками.
1.Когда вы отправляетесь в банкомат, чтобы снять деньги, то наверняка следите, чтобы никто не подглядывал, как вы вводите личный идентификационный номер (ПИН). Однако вы вряд ли смотрите при этом в небо. В августе 2023 года дрон, снимающий людей, стоящих возле банкомата, был замечен в Темплпатрике, Северная Ирландия. Возможно, беспилотник следил за тем, как люди вводят ПИН-код. Как только кто-то заметил, что дрон сунул камеру не в свое дело, аппарат улетел и столкнулся с близстоящим такси. Хотя мужчина, подозреваемый в управлении дроном, был вынужден заплатить владельцу такси за ущерб, полиция не смогла доказать, что видеозапись велась с преступным намерением.
2. Вместо того, чтобы пытаться пронести наркотики контрабандой, приятели одного из заключенных поместили 7 граммов героина, 57 граммов марихуаны и 142 грамма табака на беспилотник и отправили его в полет над стенами исправительного учреждения в Мансфилде, штат Огайо. Как только дрон сбросил наркотики, между заключенными вспыхнула драка за «подарки». Служащим тюрьмы удалось справиться с беспорядками, однако пришлось обыскать почти 200 заключенных, чтобы найти наркотики. А девять заключенных, которые являлись зачинщиками драки, были помещены в одиночные камеры.
3. Еще одна преступная группа приняла к сведению упомянутый инцидент в тюрьме штата Огайо. Однако она расширила «ассортимент доставки», включив в него сотовый телефон, ножовки, наркотики и супер клей. Преступники привязали все это к беспилотнику с помощью лески, чтобы контрабанду можно было легко вытащить. К несчастью для злоумышленников, дрон зацепился за колючую проволоку тюремных стен и рухнул, заставив заключенных сражаться за его багаж, пока не вмешались сотрудники тюрьмы. Сломанный беспилотный аппарат достался полицейским в качестве улики. Но неизвестно, задержали ли кого-либо за этот инцидент.
4. Чтобы поймать хакера, вы должны думать как хакер. Фран Браун и Дэвид Латимер, работающие в Bishop Fox (консалтинговая фирма по вопросам безопасности), разработали беспилотный доступ к различным видам сетей Wi-Fi. Этот вид хакинга был назван Danger Drone и представляет собой компьютер Raspberry Pi, привязанный к корпусу беспилотника. Компьютер оснащен программным обеспечением для взлома и имеет радиус действия 1,6 километра. Для манипуляций им используется обычное радиоуправление, но его можно настроить для приема сигналов с помощью сотовых вышек. Например, Danger Drone может «рикроллить» уязвимые устройства Chromecast. Это эквивалент тайной смены телеканала.
5. В июне 2023 года в течение четырех дней подряд дрон был замечен над деревней в английском графстве Кембриджшир. Несколько дней спустя было совершено ограбление дома местного жителя. Воры точно знали лучшую точку входа, поскольку им удалось легко пробраться через окно в ванной и обыскать жилище. Однако полиция не смогла связать наблюдения с дрона с кражей со взломом.
6. В 2023 году в аэропортах всего мира было зафиксировано почти 250 незарегистрированных беспилотных летательных аппаратов. Это создает серьезную опасность для больших воздушных судов, поскольку беспилотные летательные аппараты могут попасть в двигатель или пролететь через окна кабины, что может привести к травмам или даже смерти пилотов. Росавиация планирует разместить вокруг аэропортов специальное оборудование, чтобы принудительно сажать дроны, проникнувшие на запретную для них территорию. Однако пока что на российских аэродромах нет специальных подразделений по борьбе с нелегальными беспилотными аппаратами.
8. В 2023 году в штате Юта был «пойман» беспилотный аппарат, занимающийся подглядыванием. Джон Хенсон готовился к работе. Когда он вышел из душа, то услышал жужжание дрона за окном ванной комнаты. Когда мужчина открыл окно, дрон улетел. Однако Джон преследовал его, пока беспилотник не приземлился на стоянке возле церкви. Хенсон схватил устройство и вызвал полицию. Офицеры обнаружили, что красные огни на беспилотнике были заклеены, чтобы он мог пролететь невидимым в темноте. Они исследовали запись с камеры, и обнаружили, что дрон вел съемку чужой частной жизни. Полиция смогла выследить двоих владельцев дронов и обвинила их в вуайеризме.
И так далее, и тому подобное…
А сколько с их помощью совершенно военных преступлений! Вы только представьте, как в вас целится эта неприятная тупая жужжащая дрянь…
Так что запреты на свободное использование дронов можно только приветствовать, мало ли в чьи нечистые руки они попадут… Вот в Узбекистане буквально вчера была введена уголовная ответственность за незаконный ввоз, продажу и использование беспилотных летательных аппаратов, сообщает Uznews.uz. И теперь за незаконный ввоз, сбыт, приобретение, хранение или использование дронов могут посадить в тюрьму на три года. А если человек привлекается к ответственности повторно или его дрон привел к гибели людей, грозит наказание до десяти лет заключения. При этом от ответственности задержанные граждане, которые добровольно сдают дроны, комплектующие и запасные части к ним.
В России уже почти два года любой запуск беспилотника — это нарушение закона, за которое предусмотрены многотысячные – от 2 до 500 тысяч – штрафы. Хотя, как правильно отметила Элла Гор, в России строгость законов компенсируется необязательностью их исполнения: пока известно только два случая, когда за запуск квадрокоптеров задерживали и штрафовали, оба раза в Москве на глазах у полиции (в частности, возле стен Кремля — и именно поэтому теперь, оказавшись около Красной Площади, вы по GPS внезапно перекидываетесь во Внуково — в зоне аэропорта дрон, согласно заложенной в него программе, стартовать откажется. Опытные «летуны» перед завершением полета советуют сначала отлететь в сторону и зависнуть, чтобы дезориентировать противника, а затем, держа наготове сумку, резко вернуть дрон на базу, прыгнуть в машину и уехать.
В Европе же действуют такие правила. Европейское аэрокосмическое агентство (EASA) предписывает не летать на дронах в ближе чем 50 метров от людей, транспортных средств и зданий, а также над ними. Также в Европе нельзя летать выше 150 метров, а дроны разделены на 4 категории в зависимости от веса и скорости.
Лицензия пилота нужна только для тяжелых дронов, применяемых для коммерческих работ. Максимальный вес дрона составляет 25 кг: это значение выбрано потому, что для моделей самолетов весом более 25 кг требуется уже сертификация. Цифра в 250 г тоже фигурирует: все, что легче (и не быстрее 15 м/с), то есть, категория A0 — может летать без дополнительных вопросов. Такими дронами могут управлять и дети до 14 лет.
В США много правил, в частности, нельзя летать выше 400 футов (122 метров), расстояние до ближайшего облака должно быть не менее 500 футов по вертикали и 2000 по горизонтали. Но, главное, требуется лицензия на пилотирование дрона.
Кроме того, запрещены полеты в темное время суток за исключением случаев, когда дрон оснащен габаритными огнями, видимыми не менее чем за 3 мили. При нанесении телесных повреждений или материального ущерба на сумму более 500 долларов пилот обязан сообщить об авиаинциденте в FAA — главный авиационный регулирующий орган.
Но самое интересное происходит в Голландии, где придумали простой и действенный способ борьбы с незаконными дронами – орлов…
Сейчас их дрессируют в тестовом режиме, и орлы, прекрасно справляются со своими задачами, их сильные и цепкие лапы могут схватить даже кого-то потяжелее, чем дрон. Задача птицы либо сбить дрон, либо схватить и отнести в определенное место. Теперь главное – постараться защитить от повреждения лапы этих птиц.
А в марте этого года было объявлено, что голландский опыт используют и в России…
Камера: видео и фотосъемка
Еще один пункт, который подтолкнул сферу дронов к очень быстрому развитию — камера. Изначально камеры на квадрокоптерах были низкого качества, а еще у всех была линза с эффектом «рыбий глаз», из-за чего качество видео было посредственным. Производители быстро поняли, что люди хотят использовать дрон для качественной съемки видео, красивых мест, а также делать фотографии, поэтому поменяли вектор на нормальные линзы без всяких эффектов и искажений.
Такие гиганты как DJI, Yuneec, Xiaomi и другие, начали ставить качественные камеры с разрешением съемки 4К и большим битрейтом записи. Это позволило запуститься новому витку развития аэросъемки. Для записи доступны качественные и тяжелые форматы, такие как CinemaDNG и RAW.
Кроме просто качественной картинки, производители начали устанавливать в камеру оптический и цифровой зум. Например, камера Zenmuse Z30 от DJI имеет оптический 3,5 кратный зум, а также 2-кратный цифровой без потерь качества. А у Walkera Voyager 5 оптический зум составляет невероятные 30 крат!
Для того, чтобы видео было плавным, используются специальные механические подвесы камер, которые крепятся на резиновые демпферы к днищу дрона, либо крепятся к передней части, как у DJI Mavic. Да, сегодня много говорится об этой фирме, потому что они являются законодателями мира дронов и качественной беспилотной продукции.
Чаще всего, это 3-осевые подвесы, такого вида:
О методологии и особенностях устройств эксперимента
В качестве основного элемента системы использовалась плата Intel Galileo. Плата основана на основе 32-битного центрального процессора Quark SoC x 1000 Intel с тактовой частотой 400 МГц. В качестве программного обеспечения использовалась версия Linux quark 3.19.
8 yocto-standard. Источник питания — аккумулятор 10400 мАч, способная обеспечить Galileo до 15 часов автономной работы. В плате Galileo через порт PCI Express была подключена беспроводная карта Intel Dual Band Wireless-AC 7260. Карта способна обеспечить скорость передачи данных до 867 Мбит/сек.
Первый этап эксперимента заключался в исследовании теоретических возможностей покрытия беспилотника. Расчет производили с помощью моделей распространения радиосигнала: «Free Space» и модель «Wireless Initiative New Radio» –WINNER D1.
С помощью этих моделей рассчитали предполагаемые максимальные дальности распространения для восходящего и нисходящего канала связи нескольких версий Wi-Fi. Кроме того произвели замеры производительности платы Galileo в качестве промежуточного узла сети Wi-Fi.
В основу эксперимента легли два режима работы беспроводных точек доступа. Первый — “Инфраструктурный” — реализуется в большинстве коммерческих сетей Wi-FI. В таком режиме точка доступа — это центральный узел связи, соединяющий устройства в сети и выступающей вроде шлюза в интернет. В таком режиме точка доступа берет на себя все задачи по управлению сетью.
Второй режим — это «Ad-Hoc». Он не менее распространен и представляет из себя ячеистую сеть, где ни одна из точек доступа не является центровой. Все узлы равноправны и каждый берет на себя задачи хоста либо маршрутизатора. Узлы Ad-Hoc могут перемещаться, образуя так называемую мобильную сеть (Mobile Ad-hoc NETwork — MANET).
Достоинство этого режима заключается в том, что соединение между узлами может быть динамически изменено при перемещении устройств. Но эффективная работа такой сети может сильно зависеть от алгоритмов маршрутизации, отвечающих за доставку пакет между узлами сети.
Для тестов в работу сети подключили два дополнительных устройства. В качестве узлов сети выступали два ноутбука с ОС Linux Ubuntu и Wi-Fi картой IEEE 802.11 a/b/g/n. На приемной стороне был установлен ноутбук с беспроводной картой Intel Centrino Advance-N 6230 и на другом конце ноутбук с картой Intel Dual Band 3160.
Центральной частью системы всегда оставалась плата Intel Galileo, работающая в режиме AP (инфраструктурный режим), либо в качестве одного из промежуточных узлов (Ad-Hoc) между передатчиком и приемником. В последнем устройстве был использован протокол маршрутизации BATMAN, отлично зарекомендовавший себя.
Получение метрик сети осуществлялось с помощью iPerf3. В этом эксперименте использовалась передача с постоянной скоростью между узлами сети со следующими параметрами: продолжительность передачи – 30 сек; скорость передачи: 1, 3, 5, 7, 9, 11 Мбит/сек; размер пакета: 512 и 1024 байта.
Измерения параметров реальной воздушной сети производились по следующей схеме:
Два оконечных устройства постепенно удалялись друг от друга вдоль оси Х. В точках измеряли пропускную способность сети с помощью сетевого анализатора iPerf3, и максимальный уровень сигнала с помощью анализатора спектра Rohde&Schwarz FSH3. Квадрокоптер зависал на высоте 10 и 20 метров, на которых и производились измерения. Так выглядел беспилотник:
Принцип действия дрона (бпла)
Типовой беспилотный летательный аппарат делается на основе облегчённых композитов, благодаря чему снижается вес и увеличивается маневренность конструкции. Эти свойства позволяют профессиональным дронам летать на значительных высотах.
Система беспилотного воздушного транспорта содержит две основы:
- Механику беспилотного летательного аппарата.
- Систему управления.
Носовая часть дрона – это, как правило, область корпуса, где установлены датчики навигационной системы. Остальная корпусная часть предназначена для размещения механики, электроники, электрооборудования.
Традиционно в конструкциях современных дронов задействованы системы GPS и ГЛОНАСС. Дроны способны летать под управлением ГНСС, но с тем же успехом поддерживают полёт в режиме без ГНСС.
Например, дроны «DJI» поддерживают полёт в режиме P-Mode (GPS и GLONASS) либо в режиме ATTI (Advanced Technology Transfer and Infusion), не предусмотренным в спутниковой навигации.
Когда дрон запускается пользователем, система машины выполняет поиск с последующим обнаружением спутников ГНСС. Высокопроизводительные системы ГНСС рассчитаны под технологию «Satellite Constellation».
В принципе, спутниковая группировка представляет собой набор аппаратов, работающих совместно, обеспечивая скоординированный охват и синхронизацию с целью качественного покрытия сигналом зоны обслуживания. Пропуск или охват — это период, в течение которого спутник видим над локальным горизонтом.
Радиолокационное оборудование дрона обнаруживает сигнал и транслирует результат на дисплее пульта дистанционного управления. В частности, показывает следующие установки:
- сигнал о достаточном числе спутников ГНСС и готовность к полету;
- отображение текущей позиции и местоположение дрона относительно пульта ДУ;
- запись отправной точки для последующего возвращения «домой»;
Большинство современных беспилотных летательных аппаратов поддерживают три способа возвращения «домой»:
- Инициировано возвращение «домой» кнопкой пульта ДУ.
- Низкий уровень заряда батареи питания дрона.
- Потеря связи между БПЛА и пультом ДУ.
Во всех трёх случаях автоматически задействуется функция «Mavic Air RTH», благодаря которой дрон эффективно обходит препятствия, встречающиеся на пути возвращения «домой».
Рамы дронов с большой дальностью полета
Дальность полета дрона определяется двумя вещами – эффективностью группы мотор пропеллер и емкостью аккумулятора.
Так же на дальность полета влияет и аэродинамическое сопротивление корпуса квадрокоптера, чем оно меньше, тем меньше дрон будет расходовать энергии на преодоление расстояния.
Дроны оборудованные полетными контроллерами с GPS могут летать по заданным точкам на карте и им не требуется управление от оператора в полете. В ином случае дальность полета дрона так же зависит от дальнобойности пульта управления.
Квадрокоптеры с большим радиусом действия оборудованы камерой, так как летать только ради простого полета смысла нет.
Из имеющихся в продаже дронов-долголетов наиболее оптимален DJI Mavic Pro, для увеличения дальности и времени полета пользователи часто производят установку дополнительного аккумулятора, посмотреть на такую модификацию можно в статье Доработки DJI Mavic.
Этот дрон может летать на 5 километров и дальше. На видео выше полет протяженностью в 14 километров.
Если вы хотите купить квадрокоптер с полетом на 5 километров и дальше, то переходите по ссылке ниже.
Naza Lite – это оптимальный полетный контроллер для новичка. Его можно перепрошить под полноценную версию DJI Naza V2.
Этот полетник легко настроить: Настройка Naza . Но эта версия не умеет летать по заданным точкам, зато при потере сигнала, ваш дрон не упадет, а вернется в точку взлета.
AMP (Ardupilot Mega) – весьма продвинутый вариант полетного контроллера, требует вдумчивой настройки. Вариант не дешевый, но при должном усердии или умении это весьма продвинутый вариант!
Если установить модуль телеметрии – то данные о полете можно получать на смартфон или планшет и задавать полет по точкам в реальном времени полета.
Также AMP вернет дрон к месту взлета при потере сигнала.
Omnibus позволяет подключить GPS и компас и после установки iNav у вас появится возможность полета по точкам и автовозврата.
Это самый дешевый вариант автопилота с GPS и авторежимами! К тому же настройка Omnibus проще, чем APM.
Оптимальной рамой для дрона летающего на большие расстояния является 230-250 размер, на двух этажах достаточно удобно размещается все оборудование для дальнего полета. Эти рамы за длинную центральную секцию часто называют “автобусами”.
Любители Drone Racing потихоньку переходят на более компактные рамы, но для дальнолетов выбор “автобуса” оптимальное решение!
Если вы не имеете готового набора из пульта и приемника, то оптимальным решением будет приобретение полного комплекта дрона и последующей его доработки – установки GPS и аккумулятора большей емкости.
Готовые наборы рам дронов
Но, гораздо лучим решением будет полностью самостоятельная сборка квадрокоптера для дальних полетов на пустой раме.
Рамы дронов для дальних полетов
Электроника для дальнолета приведена в статье выше, удачной сборки и дальних полетов!
Рой беспилотников
Птицам,
пчелам или дронам мало выстроиться в стаю или рой — нужно еще сохранять
формацию во время полета. Для этого нужно координировать движение, а,
следовательно, передавать информацию между членами стаи. Поэтому изучение
полета птиц может помочь разработчикам беспилотников организовать более
эффективный обмен данными внутри роя.
Сейчас
автономные роботы используют беспроводные стандарты связи (в частности, сотовые сети, Wi-Fi или радиомодули XBee с частотой 2,4
гигагерц). С коммуникацией внутри стаи больше вопросов — в 1930-х годах
орнитолог Эдмунд Селус даже предположил, что птицы взаимодействуют с помощью
телепатии.
Исследователи
из итальянского Института сложных систем показали, что вместо того,
чтобы пристраиваться параллельно вектору полета соседки, каждая птица копирует
только крутизну ее поворота. Информация о предстоящих поворотах передается по
стае со скоростью 20-40 метров в секунду, а группа из 400 пернатых поворачивает
всего за полсекунды.
https://www.youtube.com/watch?v=O1Hhvdpvp5o
И это очень экономная коммуникация: в 2023 году китайские ученые выяснили, что каждый
голубь в стае взаимодействует с другими только
тогда, когда нужно передать информацию о маневре. Возможно, применение этого
принципа в больших группировках дронов позволит повысить их энергоэффективность
и сократить объем передачи данных, передавая информацию, когда это
действительно необходимо.
Когда
полеты дронов в стае моделировали специалисты по
компьютерным наукам, они редко принимали во внимание условия реального мира —
задержки связи, препятствия и т.д. В большинство моделей каждый автономный дрон
был запрограммирован отдельно и не мог подстраиваться под меняющиеся условия
среды — то есть просто летел по индивидуальному треку.
Типичный беспилотник не
только не взаимодействует с соседями, но и вообще «не в курсе», что входит в
группировку других ему подобных агентов. Именно так была устроена рекордная
стая дронов Intel — 1218 беспилотников с индивидуальными программами участвовали съемках ролика
для церемонии открытия Олимпийских игр 2023 года.
Терабайты для принятия решений
Масштабное
внедрение автономного транспорта и больших группировок дронов зависит не только
от прогресса в понимании коллективного интеллекта стай, но и от развития технологий 5G, потому что
эффективная передача гигантского объема информации невозможна в существующих
сегодня сотовых сетях.
В
существующих сетях 4G дроны маневрируют с небольшими
задержками — при управлении большой группой дронов эти задержки будут уже
критичны, ведь размер стай исчисляется сотнями аппаратов. Месяц назад
американское военное агентство DARPA продемонстрировало, как смешанный
рой из нескольких сотен коптеров и наземных беспилотников, войдя в город,
обнаружил необходимое здание и организовал его оцепление: коптеры зависли над
ним, а их колесные коллеги начали патрулировать окрестные дороги.
В
апреле 2023 года NASA испытала рой из более
сотни миниатюрных дронов проекта Cicada. Они имитируют движение роя насекомых и
могут применяться не только в военных, но и в мирных
целях — скажем, в метеорологии. Каждый дрон размером человеческую ладонь
оборудован датчиками температуры, давления и силы ветра.
В
будущем «стайный принцип» поможет дронам достичь полной автономности. Военные
будут использовать рои беспилотников для обороны и нападения. Коптеры будут
обрабатывать поля и леса инсектицидами. Уже сегодня одиночные дроны спасают
жизни, доставляя медикаменты и участвуя в спасательных операциях в удаленных
районах: например, по данным компании DJI, только ее дроны помогли спасти 257
человек с 2023 года.
Во время лесных пожаров в Калифорнии в 2023 году
беспилотники использовались для съемки
затронутых стихией территорий. После внедрения сетей 5G место отдельных
беспилотных летательных аппаратов в таких операциях займут рои, состоящие из
сотен беспилотных машин.
Заключение
В заключение мы приводим сводную таблицу с эксплуатационными характеристиками дронов. Обратите внимание, если в графе «Крепления для камеры» отсутствуют данные, значит, на такие квадрокоптеры с большим радиусом действия своими руками следует установить эти крепления.
| Модель | Крепления для видео | Параметры съёмки | Лётные характеристики | Размеры и вес |
| GoPro Karma | Подвес и стабилизация | Радиус действия квадрокоптера – 1 км, время полёта – до 20 мин., скорость – до 56 км/ч | 303x411x117 мм, 1 кг | |
| DJI Phantom 4 | Подвес и стабилизация | 280×720р 60 к/с, 1920×1080р 120 к/с, 3840×2160р 30 к/с, 2704×1520р 30 к/с | Время максимального автономного полёта квадрокоптера — до 28 мин., радиус действия5 км, скорость 72 км/час | 289.5х289.5 х196 мм, 1,38 кг |
| MJX Bugs 8 | 1280×720р 30 к/с | До 14 мин., радиус действия квадрокоптера – 500 м, скорость 45 км/час | 205x205x90 мм, 354 г | |
| DJI Spark Fly More Combo | Подвес и стабилизация | 1920×1080р 30 к/с | Время максимального полёта до 16 мин, дальность 2000 м, скорость 50 км/час | 143x143x55 мм, 300 г |
| Hubsan X4 H501S | Подвес и стабилизация | 1920×1080 пикс 30 к/с | Время полёта квадрокоптера до 20 мин., дальность 300 м | 220x220x70 мм, 410 г |
| Xiaomi Mi Drone 4K | Подвес и стабилизация | 1920×1080р 100 к/с, 3840×2160р 30 к/с, 2560×1440р 30 к/с | До 27 мин., радиус действия 2 км, скорость 65 км/час | 254x138x38 мм, 1376 г |
| DJI Mavic Air Fly More Combo | Стабилизация | 1280×720р 120 к/с, 1920×1080р 120 к/с, 3840×2160р 30 к/с, 2720×1530р 60 к/с | Время полёта квадрокоптера до 21 мин., дальность 4 км, скорость 68 км/час | 168×184×64 мм, 430 г |
| DJI Spark | Подвес и стабилизация | 1920×1080р 30 к/с | До 16 мин., радиус действия 2 км, скорость 50 км/час | 143x143x55 мм, 300 г |
| DJI Mavic Air | Стабилизация | 1280×720р 120 к/с, 1920×1080р 120 к/с, 3840×2160р 30 к/с, 2720×1530р 60 к/с | До 21 мин., радиус действия квадрокоптера 4 км, скорость 68 км/час | 168×184×64 мм, 430 г |
| DJI Mavic Pro | Подвес и стабилизация | 1280×720р 120 к/с, 1920×1080р 96 к/с, 3840×2160р 30 к/с, 2720×1530р 30 к/с | Максимальное время до 27 мин., дальность 7 км, скорость 65 км/час | 335х335 мм, 743 г |