Программирование дронов

Geek picnic в санкт-петербурге – соревнования обла

Сергей, студент:

“Честно говоря, сегодня не надеялся на победу. Несколько недель назад, на других соревнованиях, я не очень хорошо выступил. В этот раз была применена другая тактика, управлял дроном стоя, не знаю, как это работает, но заходить в повороты получается намного лучше. Многие зарубежные операторы выступают именно стоя, а я вот только сейчас начал практиковать.

https://www.youtube.com/watch?v=gDluXRr0Kk4

Мы не самые сильные пилоты в мире, но стараемся показывать достойные результаты. Вот,  например, есть азиат, которого зовут Мин Чан Ким, все постоянно интересуются, как у него получается так быстро летать, на что он отвечает «не знаю, мне страшно, глаза закрываю». А в Петербурге есть пилот, занимающий 3 место в мировом рейтинге, а это уже показатель.

Мои тренировки проходят на подземных парковках, еще часто спрашивают, почему мой дрон тяжелее обычного, вместо 270 грамм мой весит 360 грамм. Все просто, я установил дополнительную защиту для тренировок в бетонных строениях, чтобы не разбить дрон.

На соревнованиях мы выступаем в очках дополненной реальности – это как формула 1, например, сегодня, мне было очень страшно, мой дрон набирает скорость в 180 км в час, во время гонки нужно объезжать разные преграды, а в очках – это очень страшно. Цена ошибки велика, гоночные дроны очень дорогие, потому боишься его разбить и не используешь весь потенциал мощности.”

Вячеслав, инженер – программист

“Я состою в сообществе пилотов Питера, нас всего 36 человек, народу мало, хотя занятие очень интересное. На первые соревнования я ездил в Саду Бенуа, к сожалению, не смог выступить из-за технических проблем, а вот сегодня опять неудача – пропало видео.

Вообще, научиться управлять дроном несложно, тяжелее его собирать, ведь гоночные экземпляры не продаются в магазине, а сбираются спортсменами, собственными руками нужно все заказать спаять и рассчитать. Мой коптер разгоняется до 170 км в час, но выкручиваю полный газ только на ровных участках трассы.

Учиться летать можно на компьютерном симуляторе:

  • Liftoff
  • Rotor Rush
  • Veloci Drone

Если сразу купить коптера и самостоятельно учиться, то у вас или не выйдет даже взлететь, или просто разобьетесь.

Правила нашей гонки простые: парные вылеты, кто упал или пришел второй, тот проиграл.”

Наталья, продавец

“Я работаю в магазине техники, друзья сказали, раз продаешь, значит, и сама покупай, что я и сделала, а потом просто втянулась.

Начала практиковаться всего 1,5 года назад и уже показываю неплохие результаты. Тренировки мои проходят в полях, потому что в здании очень легко сломать дрон, например, вчера хотела полетать в кировском заводе, и что вы думаете – сломала луч! Вы даже не представляете, какое это дорогое хобби.

Чтобы собрать средний дрон, придется выложить 20 тыс рублей, шлем за 3 тыс и аппаратура 5 тыс. У меня дрон стоит 30 тыс, аппаратура к нему 17 и шлем 6. Денег уходит много, потому что постоянно что-то ломается, к сожалению, падений не избежать, но все равно останавливаться нельзя!”

Иван, работник автосферы

“Раньше я занимался автомобильным спортом, но в один момент стало дорого. Дроны, приносят такое же удовольствие, при этом дешевле и безопаснее. Тренируюсь я в парке железнодорожного моста на Обуховской, а зимой на крытой парковке. Бывало всякое, иногда выгоняют, иногда жаловались на шум, приезжала милиция, а что они сделают – мы в игрушки играем.

Первый свой коптер за 60 тыс рублей я потерял, пропало видео, и все, не смог найти. Сейчас у нас в команде у одного из группы есть 3D-принтер, и мы на нем по готовым эскизам делаем дроны. Не дешевое это удовольствие, для старта минимум 50 тыс рублей нужно.”

Liftoff

Более проработанный симулятор с частыми обновлениями и большим количеством контента, но для запуска требуется очень мощный компьютер.

Более продвинутым пилотам я рекомендую обратить внимание на LiftOff. Это симулятор с наиболее реалистичной графикой и с самым длинными списком возможностей. Объем контента впечатляет, сотни моделей и тысячи треков, созданных энтузиастами.

Можно настраивать PID регуляторы и рейты, как в настоящем дроне под управлением Betaflight. За годы разработки сильно улучшена физика. Разработчик сообщил, что потратил очень много денег на написание кода на основе отзывов от «топовых пилотов», «авиационных инженеров» и «специалистов по аэродинамике».

В нашем списке Liftoff — самый прожорливый симулятор в плане ресурсов компа, чтобы картинка была плавной, нужен довольно приличный компьютер. Очень многие жалуются на рывки и что он работает медленно.

К сожалению, во время игры нельзя менять настройки физики. Кроме того, не очень хорошо работает отслеживание крашей, т.е. приходится снимать очки, тянуться к клавиатуре и перезапускать игру. Это небольшая проблема, но все равно раздражает.

Liftoff обновился и теперь упростился процесс бинда передатчика, также появился режим «Freestyle mode», в котором отслеживаются и оцениваются ваши движения и трюки, как будто это соревнование.

Вот видео моего полета в симуляторе. Таранис и очки подключены к компьютеру. Видео записано писалкой, встроенной в очки.

Автономная навигация

Коммерческое применение дронов обычно требует автономного полета, а не ручного управления. Связано это с тем, что часто коммерческие полеты надо выполнять регулярно в одном и том же месте и по одному и тому же полетному плану, который можно запрограммировать и снизить издержки на пилота.

Для автономного управления дрону надо как минимум знать с высокой точностью свои координаты в пространстве. На открытом пространстве можно использовать GPS — точность достигается в несколько метров. Дополнительная наземная станция и технология GPS RTK увеличат точность до нескольких сантиметров.

Но наземную станцию не всегда возможно использовать, и это очень дорого. Обычного GPS хватает для задания маршрута полета над сельхозполями, стройками, трубопроводами, и дроны в этих случаях летают автономно. Эта функция есть у любого современного дрона, который можно найти в продаже.

В таком режиме безопасно летать только в открытом небе без препятствий. Если речь идет об обследовании зданий, трубопроводов или применении внутри помещений, то тут не обойтись без дополнительных сенсоров, определяющих расстояние до объектов. Тут используют одномерные сонары, лидары, двумерные лидары, 3D-лидары и камеры глубины.

Есть еще одна важная проблема: если мы летаем в замкнутом пространстве или между высокими зданиями, то сигнал GPS будет недоступен и необходимо иметь другой источник координат дрона в пространстве. Можно определять свои координаты на борту, обрабатывая видеопоток с бортовых камер — лучше использовать стереокамеры или камеры глубины. Такой алгоритм называется SLAM (Simultaneous Localization and Mapping).

В потоке кадров с камеры алгоритм ищет особые точки (features), которыми могут быть маленькие уголки, какие-то неоднородности. Точкам присваиваются дескрипторы таким образом, что, если мы найдем эту же точку в последующих кадрах, когда камера уже успела переместиться в пространстве, ей будет присвоен такой же дескриптор и алгоритм сможет сказать: «Вот на этом кадре есть такая же точка, что и на предыдущем».

Алгоритм не знает 3D-координаты особых точек и координаты камеры в моменты съемок кадров — эти параметры ему как раз и надо вычислить. Он отслеживает изменения пиксельных координат особых точек между кадрами и пытается подобрать такие параметры, чтобы, если спроецировать особые точки в плоскость кадра, получались наблюдаемые или измеренные пиксельные координаты.

В итоге получается оценка перемещения камеры в пространстве. Обычно алгоритм SLAM очень требователен к вычислительным ресурсам, но есть камера Intel RealSense T265 с микросхемой, реализующей вычисления SLAM на аппаратном уровне.

Для организации автономного управления дроном необходимо решить три задачи.

  1. Определить координаты дрона в пространстве. Использовать для этого GPS-приемник или вычислять на борту координаты, обрабатывая видеопоток алгоритмом SLAM. А лучше использовать оба подхода, чтобы знать как глобальные, так и локальные координаты дрона
  2. Построить 3D-карту окружения дрона с помощью сенсоров типа стереокамер, камер глубины, лидаров.
  3. Добавить софт для планирования маршрута с учетом цели полета, текущих координат и карты окружения.

Автономные дроны с управлением через интернет

Copter Express

Airmada

Страна: США

Зарядная станция

Габариты станции: 1.4 х 1.6 м, высота 1.25 м

Вес комплекса с дроном: 200 кг

Защита: IP35

Встроенный аккумулятор на 6 полетов дрона, общей продолжительностью до 90 минут.

Рабочий цикл: 33% (20 минут в полете, 40 минут на зарядке).

Связь: 4G, спутник

Система автоматической смены аккумулятора.

Дрон

6-моторный, схема hexa X.

Материалы: карбон, алюминий, пластик

Диагональ: 1200 мм

Взлетный вес: 6 кг

Время полета: 15 минут

Аккумулятор: LiPol

Радиус полета: 2 км

Крейсерская скорость: 12 м/с (43 км/ч)

Максимальная скорость: 25 м/с (90 км/ч)

Полезная нагрузка: PTZ камера или FLIR duo

Управление через web-панель, контроль параметров станции и дрона, возможность изменения маршрута в процессе полета.

Airobotics

Страна: Израиль

Габариты станции: 2.1 х 2.6 м, высота 2.2 м.

Масса станции: 2600 кг

Парашютная система спасения.

Механизированный привод для замены аккумуляторов и полезной нагрузки.

Все основные функции с управлением через облачную панель управления.

HiveUAV

Страна: Австралия

Тех. характеристики на сайте не указаны.

Skeyetech

Страна: Франция

Дрон

8-моторный соосный

Диагональ: 75 см

Макс взлетный вес: 6,5 кг

Время полета: до 35 минут

Макс скорость: 80 км/ч

Водозащита: IP56

Полезная нагрузка: камера видимого спектра, ИК камера на стабилизированном подвесе

Радиус полета: до 5 км в зависимости от оборудования связи

Смотрите про коптеры:  Help - Litchi

Зарядная станция

Габариты: 2 х 1.8 м, высота 1 м

Вес: 200 кг

Питание: сеть или генератор

Время полной зарядки (от 0 до 100%): 30 минут

Время запуска дрона: менее 30 сек

Датчики окружающей среды: анемометр, датчик дождя

Percepto

Страна: Израиль

Дрон

Диагональ: 1 м

Вес с двумя камерами и аккумулятором: 8.5 кг

Макс взлетный вес: 10 кг

Полетное время: 40 мин

Время полной зарядки: 40 мин

Макс скорость: 65 км/ч

Зарядная станция

Пылевлагозащита: IP65

Габариты в закрытом положении: 1.5 х 1.5 х 1.5 м

Вес: 320 кг

Питание: сеть 120-240 В

Комплекс управляется удаленно через облачную панель управления.

Nightingale Security

Страна: США

Дрон

Полетное время: 30 минут

Зарядка от 0 до 80% за 20 минут, до 100% за 40 минут

Радиус действия: 4 км

Связь: WiFi, 3G, 4G

Габариты: 96 х 80 х 25 см 

Зарядная станция

Габариты: 1.5 х 1.5 х 0.9 м

ПО для планирования полетных заданий и анализа данных. Интеграция со сторонними датчиками и сервисами.

American Robotics Scout

Решение с автономным коптером и зарядной станцией для сельского хозяйства.

Aerovinci

Страна: Нидерланды

Corvus Drones

Страна: Нидерланды 

DroneMatrix Jacob station

Страна: Бельгия

Airscort

DroneBox

SkyX

Rapyuta 

Страна: Индия, Япония

Технические характеристики не указаны.

SwarmX

Характеристики не доступны.

Matternet

Характеристики не доступны.

Atlas Nest

Tesla Drone

Проект Amazon Prime Air

Будущее здесь. управление дроном через интернет —

Фантастические фильмы обещали реактивные ранцы, но их всё ещё нет. Однако, технологии беспилотных летательных аппаратов не стоят на месте. Теперь любой человек может полетать на дроне, не выходя из комнаты, как завещал Бродский.

Беспилотники открыли новую эру аэрофотосъёмки, поэтому нельзя недооценивать их потенциал. Опыт, предлагаемый новым сервисом Cape довольно интересен и необычен.

Screen_Shot_2020-03-09_at_1.49.00_PM

Вы можете через интернет подключиться к удалённому квадрокоптеру в Калифорнии и совершить полёт. Сейчас служба находится в бета-версии, разработчики устраняют некоторые ошибки.

Сейчас CAPE предлагает для полётов пустыни и прибрежные участки, включая залив Сан-Франциско, Солтон-Си и реки Сакраменто. Каждый из них имеет своё собственное время и дни, когда можно совершать полёты, но большинство из них доступны в рабочие дни до 5 вечера по тихоокеанскому времени. Для полётов предлагаются DJI Inspire 1.

Screen_Shot_2020-03-09_at_1.40.13_PM

Полёт начинается со знакомства с элементами управления. Начало работы просто требует нажатия «Enter». После этого автопилота выполнит взлёт.

Screen_Shot_2020-03-09_at_1.34.58_PM

Карта в углу экрана указывает на то, где вы летите в данный момент. Зона полёта ограничена. Вы не можете выйти за пределы границ зоны. Это защитит от аварий и взаимодействия с другими беспилотниками.

Зоны полётов не слишком большие, а управление урезано до минимума. Если вы хотите испытать настоящий опыт управления, то этот сервис не удовлетворит ваших потребностей.

comments powered by HyperComments

Законодательная база

У разумного человека возникает вопрос о законности использования таких летательных аппаратов без получения специальной регистрации и свидетельства.

  • 4 июля 2020 года уже был одобрен один законопроект. Согласно его положениям, регистрация дронов до 30 кг не потребуется.
  • Нагрузку по подготовке ОБЛА планирует взять на себя Росавиация, которая будет выдавать свидетельства государственного образца. Они будут подтверждать право на пилотирование дрона до 30 кг.
  • Профессия «оператор дронов» признана существующей в рамках проекта «Профилум», который имеет поддержку правительства Москвы.

Низкий уровень конкуренции позволит максимально быстро адаптироваться и найти подходящую работу в этой области.

Для организации полётов и проведения аэрофотосъёмки необходимо обращаться в местный Центр организации воздушного движения. С органом нужно согласовать план полётов, установить временной режим, маршрут и т.д. и получить разрешение.

Однако на практике никто не проверяет наличие этих документов, если дроны не нарушают неприкосновенность частной жизни. Александр Лаврентьев, основатель фотоагентства High Level, указывает, что нужно просто соблюдать элементарные меры предосторожности: не снимать государственные массовые мероприятия, не проводить полёты возле воинских частей, АЭС и других режимных объектов.

При работе на закрытых мероприятиях или съёмке на частных объектах представители контролирующих органов не появятся. В городе конфликтную ситуацию с правоохранителя можно быстро погасить, прекратив полёт.

Запуск софта

Сначала ставим Docker и пакеты Python.

Качаем образ и софт.

Собираем образ.

Скачиваем и компилируем код PX4 в режиме sitl внутри образа Docker.

Симуляция в Gazebo
Симуляция в Gazebo

Запускаем контейнер в режиме bash, компилируем и запускаем тест.

Ты должен увидеть такое же окошко Gazebo, в котором дрон начнет летать. В консоли ты получишь вот такой вывод:

Тест должен закончиться так.

На ошибки вроде этой не обращай внимания, их выдает PX4 по неизвестной мне причине.

Для завершения процесса нажимай Ctrl-C.
Для завершения процесса нажимай Ctrl-C.

Заработная плата пилота дронов

Начнём с цифр, а именно с зарплаты пилота дронов. Достаточно проанализировать несколько вакансий операторов дронов (в качестве источника взят крупный портал «Headhunter»):

  • начинающие специалисты без опыта в регионах — от 40 тысяч рублей;
  • более опытные пилоты — от 50 до 150 тысяч рублей, и это для регионов, уже сейчас встречаются предложения в Астане, Краснодаре;
  • для столицы цифры пока что неизвестны, большинство работодателей указывают зарплату по договорённости, но есть все основания предполагать высокие планки.

В качестве сравнения в США средняя заработная плата оператора дронов составляет примерно 100 тысяч долларов в год, что равняется почти 500 000 рублей за месяц в эквиваленте.

Обучиться пилотированию сегодня можно на специальных курсах, к примеру, в DronFlyers, Skymec и иных компаниях. В России существуют специальные курсы и школы, которые находятся в больших городах: Москве и Петербурге.

В Москве существует школа «Образовательные роботы». Готовить пилотов нужно с ранних лет, убеждён создатель школы Сергей Чернышев, но на обучение принимают людей любого возраста. Выпускник будет не только владеть навыками управления, то также знать техническую часть машины, уметь её ремонтировать и изготавливать нужные части на 3д принтере.

Цены обучения на текущий момент:

  • групповое занятие на несколько часов — от 3000 до 5000 рублей в зависимости от наличия своего квадрокоптера;
  • стандартный индивидуальный курс — от 12000 до 15000 рублей;
  • специализированные курсы по аэросъёмке предприятий, земельных участков — от 20000 до 40000 рублей.

Стоимость получения сертификата будет не меньше, чем 1200 евро. Вновь для сравнения: в США обучением и сертификацией ОБЛА занимаются университеты и колледжи по всей стране. Цена за учёбу и получение удостоверяющего документа составляет от 3500 до 4000 долларов.

Наиболее крупным и авторитетным учебным заведением в области беспилотных авиационных систем является частный университет

Embry–Riddle Aeronautical University

, расположенный во Флориде (США). Учреждение выпускает бакалавров в области авиации и инженерии дронов.

Пилот дронов – очень востребованный специалист в военной сфере. Готовят людей в Государственном центре беспилотной авиации МО в Коломне. Обучение занимает до 4-х месяцев. В качестве курсантов набирают людей, которые ранее работали в авиации. У таких учащихся есть представление о механике полётов и поведении летательного аппарата.

Специалисты в США спрогнозировали, что Америка в 2025 году сможет предложить пилотам дронов 100 тыс рабочих мест. Работать сможет каждый, кто получил специальный сертификат пилота, имеет вес больше 25 кг и кому исполнилось 16 лет, также нужно обязательно знать не только правила пилотирования и конструкцию, но и конституцию. Придется выучить законы гражданской авиации и правила эксплуатации.

Школа пилотов дрона

Американские ученные предсказывают, что рынок дронов будет аккумулировать около 127 млд долларов, а средняя зарплата спецалиста в этой отросли составит приблизительно от 70-120 тыс долларов в год и больше в зависимости от занимаемой должности.

Россия тоже не отстает, профессия, достаточно востребованная на рынке труда уже сейчас. Дипломированный специалист сможет зарабатывать от 40 до 120 тыс рублей в месяц.

Рынок труда для операторов дронов пока ещё не сформирован. Обычно такому специалисту требуется высшее образование в области геоинформационных систем, энергетики или иной технической сферы. Всё зависит от того, чем занимается организация. Знания позволят сотруднику понять, какие именно задачи перед ним стоят.

Рекомендованные для вас статьи:

Многие специалисты оказывают частные услуги. Для этого они приобретают дрон самостоятельно. Цена техники варьируется от 1500 до 500 000 рублей и выше. Дорогие модели имеют систему стабилизации, ёмкие батареи, отдельную систему управления камерой и т.д.

Как летать на fpv

Каждый пилот, управляющий квадрокоптером, иногда мечтает оказаться на борту своей летающей машины и увидеть те пейзажи, которые открываются с высоты птичьего полета. Виртуально совершить такой полет вполне возможно в наше время.

С изобретением режима First Person View каждому владельцу доступен просмотр видеокартинки с камеры летящего дрона в то время, когда сам он стоит на земле.

Эта возможность осуществляется за счет установки передатчиков на корпус беспилотника и пульт управления. По каналу Wi-Fi снимаемое видео сразу передается на монитор, находящийся на земле.

Пилот может видеть изображение на экране пульта, если таковой предусмотрен его конструкцией, смартфона или видеоочков. Наиболее зрелищный вид достигается с помощью использования последних.

Технологии позволяют установить камеру на подвес, благодаря которому можно будет контролировать движение объектива в разные стороны. Таким образом, владелец коптера может полностью погрузиться в виртуальный полет.

Новинкой последних лет является съемка видео сразу с двух камер, позволяющая передавать на очки стереоизображение.

FPV-устройства сразу завоевали много положительных отзывов, а попробовать новинку мечтает каждый любитель техники. Большой спрос поспособствовал быстрому появлению функции на многих моделях.

Компания Syma стала одной из немногих производителей, которые предложили покупателям FPV-дроны по очень доступным ценам. Благодаря этому сейчас почувствовать свободный полет может даже новичок пилотирования.

Смотрите про коптеры:  Самодельное Летающее Крыло своими руками

Подобный режим очень помогает в различных целях. Благодаря ему аэрофотосъемка, создание видеороликов с высоты и поиск пропавших предметов на местности стали намного проще.

Производители всерьез взялись за разработку оборудования для полетов от первого лица, поэтому за каких-то 5 лет существования этого режима его возможности стали просто удивительными. Так, максимальное расстояние, на котором держится устойчивая связь с передатчиком, составляет 14 километров.

Очень полезной при такой дальности является информация телеметрии, отображенная прямо на экране. Зачастую при полетах от первого лица пилот не может держать квадрокоптер в поле своего зрения, поэтому ориентируется только по картинке.

Данные GPS-координат, высоты, направления и остатка заряда батареи ему в таком случае просто необходимы.

В принципе, любой коптер может быть дополнен функцией FPV. Главное при этом — мощность беспилотника.

Он должен иметь возможность поднимать не только камеру, но и передатчик. Однако, обычно он очень мал по размеру, так что установить FPV можно практически на любой дрон.

После того, как возможности полетов от первого лица достигли определенных успехов, встал вопрос о безопасности полетов. Не каждый пилот достаточно добросовестный, чтобы не нарушать личное пространство посторонних людей или не использовать беспилотник для незаконных действий.

Из-за этого были введены зоны No-Fly, где полеты на квадрокоптерах запрещены. К ним относятся военные базы и прочие важные объекты. Кроме того, сейчас каждый владелец должен обязательно зарегистрировать свой дрон.

Как повлияет принятие нового закона о квадрокоптерах от 22.12.2020 на вас?

Как управлять квадрокоптером с помощью пульта управления

Дистанционные пульты для разных коптеров могут незначительно отличаться, но в целом их устройство очень похожее. Для пилота предусмотрено две рукояти управления:

  1. Левая. Движение вперед позволяет запустить аппарат в воздух, а перевод ручки вниз отвечает за посадку. Перевод рукояти влево и вправо в то время, когда квадрокоптер находится в полете, задает устройству вращение в ту или иную сторону.
  2. Правая. Ручка отвечает за управление поднятым дроном. Передвижение вверх, влево, вправо и назад заставляет аппарат лететь в соответствующем направлении.
Как запустить и управлять квадрокоптером: видео, пошаговое обучение
Пульт управления для коптера во многом похож на обычный компьютерный джойстик

Помимо двух стиков, стандартный пульт предусматривает несколько кнопок, для фотографирования, наклона и поворота камеры, записи видео, входа в настройки. Назначение каждой клавиши указано в инструкции, которую необходимо изучить перед тем, как запустить квадрокоптер.

Какие бывают дроны

Дроны бывают разные. По конструкции различают несколько типов дронов:

  • мультироторный — коптеры;
  • самолетный — fixed wing;
  • гибридный — он взлетает вертикально, потом использует крылья.

Также дроны делятся на потребительские (consumer) и коммерческие (commercial).

Потребительские, как ты понимаешь, — это те, которые можно купить в магазине и использовать как летающую камеру. DJI Phantom и Mavic — хорошие модели. Есть и менее дорогие, но они определенно уступают по качеству. Такие квадрокоптеры используют для съемки разных мероприятий, зданий, исторических объектов.

Как правило, такие дроны летают на ручном управлении, реже по миссии в автономном режиме по GPS-координатам. Рынок потребительских квадрокоптеров больше чем наполовину принадлежит одной компании — DJI. С ней очень сложно конкурировать, поскольку там делают реально крутой продукт: доступный, функциональный, удобный.

Хотя в области квадрокоптеров для селфи DJI начинает теснить компания Skydio со своим дроном R2. Фишка этого дрона в том, что он может летать автономно, например за мотоциклистом в лесу. При этом беспилотник видит все препятствия и прокладывает автономный безопасный маршрут в реальном времени так, чтобы человек всегда оставался в кадре. Реально крутая штука.

Коммерческие дроны используются в компаниях для решения определенной задачи. Дроны следят за состоянием сельхозполей, летая над ними регулярно и делая фотографии, другие дроны умеют распылять удобрения точечно. Их используют на стройках, в карьерах. Каждый день они облетают строительный объект, делают фотографии, по которым создается 3D-модель в облаке, и уже она помогает отслеживать ежедневные изменения.

Пример российской компании, которая активно работает с этой технологией на рынке США, — Traceair.

Другой способ применения — осмотр трубопроводов дронами. Это особенно актуально для России: у нас газовые трубопроводы тянутся на тысячи километров, и надо контролировать утечки и врезки.

Ну и конечно, у всех на слуху доставка товаров дронами. Не знаю, заработает ли когда-нибудь сервис Amazon Prime Air, но уже сейчас компания Matternet доставляет товары в Цюрихе и некоторых городах США, а компания Zipline давно отправляет медикаменты в полет над просторами Африки.

Компании Volocopter и Ehang уже имеют летающие прототипы такси, а компания с российскими корнями Hoversurf разрабатывает летающий байк.

В помещениях тоже есть задачи для коммерческих дронов, но пока они не сильно распространены, в этой области идут интенсивные R&D-исследования. Возможные применения для такого вида дронов:

Поживем — увидим, какие проекты будут реализованы и задисраптят нашу жизнь. Глобальная цель — сделать систему управления дроном, которой герой фильма «Бегущий по лезвию 2049» мог бы сказать: «Сфотографируй тут все!»

Кадр из фильма «Бегущий по лезвию 2049»
Кадр из фильма «Бегущий по лезвию 2049»

Какой режим выбрать

Большинство моделей коптеров можно запустить в трех режимах:

  1. GPS-модуль. Маршрут передвижения задается заранее, и устройство просто следует заданной траектории без отклонений от курса.
  2. Стабильный полет. В этом режиме запускается встроенный акселерометр аппарата — датчик, отвечающий за автоматическое удержание заданной высоты. Запустить коптер с такими настройками удобно, если планируется фото- и видеосъемка.
  3. Ручной полет. Управление осуществляется полностью вручную, за все движения дрона отвечает оператор.
Как запустить и управлять квадрокоптером: видео, пошаговое обучение
Ручное управление дроном считается самым интересным, но требует навыка

Новичку запустить китайский квадрокоптер лучше всего на автопилоте, чтобы не потерять и не сломать технику при первом полете. Также можно выбрать стабильный режим, а вот к ручному управлению нужно переходить только при накоплении значительного опыта.

Первый запуск и полет квадрокоптера

Для пошагового обучения тому, как научиться управлять квадрокоптером, следует выбирать ясный, солнечный и безветренный день. Поднимать дрон нужно на открытой площадке без проводов, зданий и близко расположенных деревьев:

  1. При помощи пульта или мобильного устройства коптер нужно запустить в воздух. Отпускать его далеко не рекомендуется.
  2. Взлет, зависание и посадку стоит отработать несколько раз подряд, чтобы они не вызывали затруднений.
  3. После этого можно переходить непосредственно к полетам. Квадрокоптер отправляют из точки А в точку Б в пределах собственной прямой видимости с последующей посадкой.
Как запустить и управлять квадрокоптером: видео, пошаговое обучение
При первых полетах дрон поднимают не более чем на 2 м над землей

В первые дни лучше всего пользоваться приведенной схемой и отработать простейший алгоритм управления квадрокоптером до автоматизма. Постепенно можно набирать высоту и усложнять траекторию полета, но по-прежнему на открытом пространстве, без расположенных поблизости препятствий.

Правила безопасности

Необходимо соблюдать определенные правила запуска квадрокоптера. Они помогут не разбить дорогостоящий аппарат и не нанести ущерба окружающим людям и объектам. Основные рекомендации следующие:

  • не запускать коптер над территориями No Fly — аэропортами, стадионами, военными частями и аналогичными объектами;
  • избегать полетов в непосредственной близости от скоплений людей или в местах с плотной застройкой;
  • не отпускать квадрокоптер слишком далеко и всегда держать его в поле зрения.

Перед тем, как запустить дрон, нужно внимательно осмотреть его на предмет целостности. Если пропеллеры повреждены, их нужно сначала заменить, а уже потом отправлять устройство в полет.

Как запустить и управлять квадрокоптером: видео, пошаговое обучение
Ручное управление дроном считается самым интересным, но требует навыка

Важно! Предварительно стоит уточнить законы, касающиеся использования беспилотников в конкретном регионе. Не исключено, что дрон придется сначала официально зарегистрировать

Прежде чем выбирать симулятор

Для начала нужно выбрать аппаратуру управления.

Конечно, вы можете использовать джойстик от игровой приставки или даже клавиатуру! Однако, я настоятельно рекомендую использовать аппаратуру управления моделями, это позволит получить максимум от тренировок и поможет развить моторную память.

Есть два варианта подключения аппаратуры управления к компьютеру:

Вот список популярных передатчиков для гоночных коптеров, они совместимы со всеми симуляторами, которые будут описаны в этой статье. Это не полный список, но в нем указаны все самые популярные модели.

Аппаратура управления с USB портом для подключения к компьютеру — это огромный плюс при использовании симуляторов. Я всем рекомендую Taranis X9D (обзор, англ), Taranis QX7 (обзор) и Flysky Nirvana не только потому, что это самые популярные передатчики для управления коптерами, но и потому что они «plug-and-play» на компьютерах. При подключении аппаратуры к компьютеру при помощи USB кабеля — она определяется как джойстик.

Некоторые дешевые передатчики, например, Flysky i6 и Turnigy 9X не имеют USB порта, поэтому нуждаются в специальном USB адаптере для подключения. С одной стороны — USB разъем, с другой — моно джек для тренерского порта (часто в комплекте много разных переходников/разъемов, практически под все известные аппы, прим. перев).

Режимы полёта дрона

Существуют различные режимы полёта в зависимости от установленного в дрон контроллера полёта (ПК/Flight Controller): KK2/Multiwii/Naze32/ArduCopter и другие). Наиболее распространенными режимами являются:

«Acro mode» (Rate mode/Manual mode) — в этих режимах электронные помощники отвечающие за стабилизацию дрона будут отключены. Скоростные показатели достигнут максимальных значений. Пилотирование смогут осуществить лишь продвинутые пилоты.

«Self-level mode» (horizon mode) – в данных режимах электроника отвечающая за стабилизацию дрона (гироскоп, акселерометр) активна, ограниченны расходы (скоростные показатели). Режимы хорошо подходят для обучения пилотированию.

Attitude Holding Mode — данный режим полёта контролируется бортовой электроникой отвечающей за стабилизацию дрона, активна функция удержания высоты, реализованная посредством бародатчика (барометра). Осуществляя полёт в этом режиме, если пилот отпустит стики/джойстики, квад не упадёт, как это могло бы быть при использовании выше указанных режимов, а зависнет на занимаемой в момент полёта высоте.

Пилоту же необходимо будет контролировать горизонтальное смещение/дрейф коптера, например, из-за присутствующего ветра. Режим оценят новички, но все же, не стоит использовать его при обучении пилотированию, так как полученный опыт не будет полноценным.

GPS Attitude Holding Mode – работает при непосредственном участии GPS модуля. Данный режим полёта контролируется бортовой электроникой отвечающей за стабилизацию дрона. Активна функция удержания позиции реализованная посредством GPS. Дрон привязывается к точке координат и позволяет точно зависать без смещения/дрейфа, даже если на него воздействуют внешние факторы, например, такие как ветер.

На практике вы встретите куда больше режимов полёта. Как уже говорилось выше, это зависит от установленного в дрон контроллера полёта. Но алгоритм работы в целом у всех будет схожим.

Синхронизация смартфона с камерой дрона

Наглядно продемонстрируем процесс подключения мобильного телефона к беспилотному аппарату с видеокамерой Syma X5SW. Данная модель позволяет записывать видео с разрешением 640×480 точек (30 fps). Также с ее помощью можно делать снимки, которые будут иметь такой же формат. Связь обеспечивается при помощи антенны, которая встроена в беспилотное устройство.

В процессе использования дрон может отлетать от пульта управления (в нашем случае это телефон) на расстояние более 100 метров. Однако, чтобы трансляция видеопотока не прерывалась, нужно соблюдать дистанцию от 30 до 40 метров. Производитель заявляет, что трансляция выполняется без задержек, в реальном времени. При этом опытные пользователи отмечают небольшое торможение (несколько секунд).

Первый шаг – пользователь должен загрузить специальное приложение SYMA FPV. На упаковке беспилотника имеется QR-код, с помощью которого можно загрузить нужную утилиту за несколько секунд. Программа рассчитана на работу только в ОС Android. Версия операционной системы должна быть не ниже 4.1.

После успешного выполнения первого пункта можно включить дрон и выполнить его синхронизацию с телефоном (схема выполнения подключения описана выше). Данный процесс занимает всего несколько минут.

По окончании сопряжения на экране мобильного телефона появится характерное сообщение. При открытии специальной программы необходимо будет найти кнопку START. На экране будет транслироваться живое изображение прямо с камеры дрона.

Пилот может не только наблюдать за тем, что попадает в объектив видеокамеры, но также записывать видео и делать снимки. Файлы будут храниться в памяти смартфона.

Наблюдать за уровнем беспроводного сигнала можно сразу в приложении. В нижней части окна установлен индикатор, он необходимо для фиксации продолжительности записи файлы.

Спортивный дрон-рейсинг

Не менее значимым стало и то, что уже существуют так называемые «Гонки дронов». Это спортивная дисциплина во многом схожая с Формулой-1. Рассмотрим ключевые факты, связанные с таким пилотированием:

  • Несмотря на относительную молодость данного спорта, в 2020 году прошёл чемпионат World DronePrix с призовым фондом в 1 млн. долларов США. Наш соотечественник Владимир Мещеряков занял в нём третье место.
  • В России более 100 профессиональных операторов дронов, и у нас проводится национальный чемпионат «Гонки Дронов». Наибольшее число ОБЛА в США, Китае и Южной Корее.
  • Гоночные дроны могут развивать скорость свыше 200 км/час. При этом самый недорогой из них обойдётся владельцу в 30000 рублей, а профессиональные стоят более 100000 рублей.
  • В гонках успешно участвуют дети и подростки. Победителю чемпионата мира Люку Баннистеру всего 15 лет.
  • Многие пилоты собирают свои дроны самостоятельно, изготавливая детали на 3D принтере.

Главным качеством для дрон-рейсера является реакция. Приходится поворачивать между деревьев и иных препятствий. Устройство стоит прилично, один раз врезавшись на большой скорости, можно безвозвратно потерять дрона. Так об этом говорит настоящий пилот-гонщик Иван:

Первый дрон у меня улетел. Купил его готовым, летал в парке с ребятами, пропало видео — и все, нет дрона. На нем еще стояла дорогая GoPro, так что 60 тысяч просто так потерял. Потом начал собирать. У нас в команде есть человек с 3D-принтером, печатаем по готовым эскизам.

Теоретическая часть

1. Законодательство в области регулирования воздушного движения

2. Устройство мультироторных систем

2.1 Принципы полета и управления

2.2 Пульт управления, назначение основных переключателей и кнопок

2.3 Основные режимы полета квадрокоптеров DJI (P, A и S)

2.4 Интеллектуальные батареи

  • — Функции контроллера управления батареей;
  • — Встроенные механизмы защиты;
  • — Правила эксплуатации батарей при низких температурах.

2.5 Нештатные ситуации при полете в основных режимах и способы их устранения

3. Интелектуальные системы управления полетом

3.1 Системы уклонения от препятствий

3.2 Функции самоспасения («Возврат домой» и «Аварийная посадка»)

3.3 Продвинутые режимы полета

  • — Active Track;
  • — Tripod;
  • — Облет объекта съемки (POI);
  • — Следуй за мной («Follow me»);
  • — Фиксация на домашней точке («Home lock»);
  • — Фиксация курса («Course Lock»);
  • — Полет по точкам («Waypoints»).

4. Приложение DJI GO

4.1 Обновление прошивок

4.2 Полетный журнал

4.3 Интерфейс оператора

4.4 Настройки полетного контроллера и вспомогательных бортовых систем

4.5 Настройки камеры и гиростабилизированного подвеса

5. Режим полета по точкам (WayPoints) и особенности полета в автономном режиме

5.1 Реализация режима в приложении DJI GO

5.2 Реализация режима в приложении Litchi

5.3 Реализация режима в приложении DJI Ground Station PRO

6. Применение БПЛА мультироторного типа для решения типовых задач

6.1 Видеомониторинг объектов

  • — Правила безопасности при полетах вне визуального контроля. Техника полета на дальние дистанции;
  • — Построение маршрутов и осуществление полетов в автоматическом режиме;
  • — Организация трансляции видеосигнала в центральный диспетчерский пункт.

6.2 Построение 3D моделей и ортофотопланов

  • — Планирование маршрутов в приложении Litchi;
  • — Планирование маршрутов в приложении DJI Ground Station Pro.

7. Предполетная подготовка

Удобно ли управлять с телефона

Если вам когда-нибудь доводилось держать в руках аппаратуру управления профессионального уровня, то вы приблизительно представляете, сколько кнопок, тумблеров и переключателей на ней находится.

Новичку не так просто разобраться, как управлять квадрокоптером с помощью всех этих приспособлений.Стоимость такого функционального пульта может оказаться даже существенно больше, чем ценник на дрон.

В результате, коптер оснащается качественной, на сравнительно простой аппаратурой управления любительского уровня, тогда как большинство настроек и интеллектуальных режимов переносятся в мобильное приложение. Это позволяет уменьшить стоимость комплекта без какого-либо ухудшения характеристик коптера.

Управление дроном с помощью смартфона можно разделить на несколько основных элементов:

  • Непосредственно управление движением коптера в воздухе
  • Настройка режимов полета, активация функций
  • Управление через FPV

Неудобным может оказаться только первый элемент. Действительно, когда под пальцами оказываются виртуальные стики и кнопки, и нет того самого физического контакта, манипулировать коптером очень непривычно. Очень многое зависит от качества программного обеспечения. Если программа сделана плохо, то удовольствия от управления вы не получите, а некоторые команды могут обрабатываться с ошибками.

Известные производители обеспечивают своих пользователей качественным ПО для смартфонов на iOS и Android. Нужно время на привыкание, но в целом сенсорный экран хорошо подходит для управления коптером. И, например, зарождающийся класс селфи дронов ориентирован именно на работу в связке с телефоном.

Впрочем, полноценная аппаратура управления вряд ли когда-то изживет себя. Во-первых, для очень многих пилотов важен тот самый физический контакт со стиками, во-вторых, для быстрого маневрирования настоящие кнопки и переключатели удобнее сенсорных, и в-третьих – только пульт с мощным передатчиком обеспечит вам необходимую дальность полета и высоту.

Смартфон удобен для быстрого доступа к вспомогательным настройкам, для выбора и запуска полетных режимов, для их настройки. Например, популярный режим Облет по точкам у вас не получится использовать без мобильного устройства или компьютера. Работа с видеокамерой также заметно упрощается, когда есть возможность использовать телефон.

Прежде чем управлять дроном с мобильного устройства, нужно разобраться, как подключить к телефону коптер. Возможные следующие варианты:

  • Подключение телефона к коптеру через Wi-Fi точку
  • Подключение телефона к пульту через Wi-Fi точку
  • Подключение телефона к пульту через кабель

Первый вариант является самым простым. После включения коптера создается Wi-Fi точка доступа, к которой подсоединяется смартфон пилота. Во втором варианте точку доступа создает пульт. В третьем случае смартфон просто подключается кабелем к аппаратуре.

В мобильном приложении выбирается способ управления с телефона, на дисплее появляются стики и кнопки. Управляемый с Android или iOS коптер ведет себя точно также, как если бы он управлялся с пульта.

Кстати, вариант с подключением телефона напрямую к коптеру используется не очень часто, ведь дальность полета ограничивается 50-100 метрами. В смартфоне установлен маломощный передатчик, но в некоторых случаях (например для селфи-дронов), его мощности будет вполне достаточно.

Управление квадрокоптером через интернет

Управление через интернет поддерживают не все модели квадрокоптеров, но в некоторых дронах такая функция предусмотрена. К примеру, производитель DJI для своих беспилотников предлагает систему Ground Station. Дроны поставляются в комплекте с двумя модемами на 2,4 Ггц, для наземной станции и установки на борту аппарата, а также с антенной, модулем BTU и CD с программным обеспечением.

Как запустить и управлять квадрокоптером: видео, пошаговое обучение
Программа для управления через интернет предоставляет широкие возможности построения маршрута

https://www.youtube.com/watch?v=videoseries

После установки программы управления квадрокоптером на экране компьютерного устройства отобразится карта Google с панелью контроля. Возможности у оператора будут точно такими же, как и при пилотировании с пульта. Есть полезные функции безопасности, если сигнал во время полета дрона прервется, устройство вернется на точку взлета. Для этого нужно только предварительно отметить ее на карте.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector