Дрон-инспектор Elios
Квадрокоптер Elios – проект, разработанный швейцарской компанией Flyability совместно с китайским производителем мультикоптеров DJI. Благодаря видеосистеме Lightbridge-2 весом всего 70 граммов, дрон может транслировать видеозаписи в качестве 1080p на расстояние до 5 км. Видеопередача функционирует при температурном диапазоне -10°… 40°С.
Устойчивость к температурным изменениям и прочная конструкция делает Elios идеальным инструментом для использования в местах, труднодоступных для человека – например, внутри паровых котлов для инспектирования их состояния, а также в ходе исследования ледниковых трещин.
Классификация квадрокоптеров
Условно квадрокоптеры можно разделить на 2 типа:
- квадрокоптеры с камерой
- квадрокоптеры без камеры
В свою очередь, коптеры каждого типа можно разделить на профессиональные и любительские.
Профессиональные квадрокоптеры в полной комплектации стоят несколько тысяч долларов. Они создаются из высококачественных материалов (как правило — из углеродного волокна), комплектуются модулями GPS, самыми современными полетными контроллерами, компасами, иногда — сенсорами и другими приборами. Так как большинство квадрокоптеров используется для видеосъемки с воздуха, они могут быть оборудованы специальными карданными подвесками, что стабилизируют камеру. Камеры бывают разными — от GoPro 3 до камер стоимостью несколько тысяч долларов.
В среде радиолюбителей нет четкого определения значения профессиональный квадрокоптер с камерой. К примеру, в известной телевизионной передаче «Орел и Решка» для съемок с воздуха используется квадрокоптер DJI Phantom 2, при этом он считается любительским коптером. Но, в целом, коптер для видеосъемок с воздуха вряд ли вам обойдется дешевле, чем в несколько сотен долларов, без учета приобретения дополнительных аксессуаров.
Phantom 2 Vision — популярный квадрокоптер с камерой производства компании Dji.
Любительские квадрокоптеры в первую очередь предназначаются для получения «фана» (удовольствия) от управления и пилотирования ими. Потому стоят они гораздо дешевле, а их размеры иногда бывают настолько ничтожными, что такие модели называются нано-коптерами.
Любительские квадрокоптеры и коптеры с большим количеством роторов часто не несут на себе камеру, а если такая и присутствует, то качество записываемого ею видео оставляет желать лучшего (хотя производители любят добавлять приставку «HD» к названиям своих радиоуправляемых дронов). Оно и понятно — камеры за 20-30 долларов вряд ли будут снимать видео в настоящем высоком разрешении.
Цены на любительские мультикоптеры начинаются от пары десятков долларов и заканчиваются несколькими сотнями долларов, как тот же Parrot Bebop Drone.
Hubsan X4 H107L — типичный представитель семейства маленьких любительских радиоуправляемых квадрокоптеров
Всепогодный беспилотник Matrice 200 от DJI
Компания DJI специализируется на БПЛА для любителей и профессионалов. В 2017 году организация представила новый промышленный летательный аппарат – Matrice 200. Дрон не боится непогоды: двигатели с высокой производительностью и 43-сантиметровые пропеллеры обеспечивают ровный полет даже в потоке сильного ветра, а система с двумя батареями автоматически нагревает аккумулятор, если M200 находится в воздухе при минусовой температуре. Закрытая конструкция устройства защитит механизм от дождя и снега.
Квадрокоптер DJI выдерживает вес одновременно трех камер и нескольких датчиков, благодаря чему съемка и навигация становится более качественной и точной. В корпус дрона встроена камера, также можно разместить два подвеса для других камер, к примеру, одну – для тепловизионной съемки, другую – с мощным увеличивающим объективом.
Таким образом легко обнаружить утечки тепла или дефекты на объектах: камера-тепловизор позволит найти проблемный участок, а с помощью зум-объектива можно детально исследовать объект на расстоянии. Производители модели утверждают, что с помощью встроенной камеры в режиме реального времени удается обнаружить миллиметровые дефекты.
Кроме того, Matrice 200 станет отличным помощников в поисково-спасательной деятельности: пропавших можно будет найти по тепловому следу и проложить оптимальный маршрут, оценив особенности обстановки. Модель справляется с полетами длительностью полчаса.
Корпорация XDynamics выпустила модульный промышленный дрон D-02 – предполагается, что новинка будет использоваться в отрасли профессиональной беспилотной кинематографии. Коптер представляет собой авиационную платформу с настраиваемыми параметрами. Особенность модели в том, что из деталей можно собрать конструкцию, подходящую под индивидуальные производственные задачи: клиенту предоставляются на выбор разные вариации с установкой шарниров, сенсоров и прочих деталей конструкции.
Разработчики учли все нюансы: к примеру, перед первым запуском необходимо установить пропеллеры, подходящие для конкретных атмосферных условий. Несмотря на разнообразие деталей, коптер в собранном виде портативен. Благодаря восьми двигателям, беспилотник устойчив в воздухе и без проблем совершает посадку даже после поломки нескольких роторов.
D-02 может быть использован в качестве антенного оборудования для получения профессиональных видеоматериалов высокого качества: технология беспроводного радиовещания обеспечивает съемку в режиме реального времени в качестве 1080p, скоростью кадров 60/сек и ничтожно низкой задержкой. Также можно использовать коптер как инструмент для наблюдения за строительными объектами и инспектирования местности.
Производители
В мире насчитывается несколько десятков компаний, что занимаются производством квадрокоптеров, однако по-настоящему известными является всего несколько компаний. Самая известная — это, конечно же, китайская Dji Innoivations, чья линейка квадрокоптеров насчитывает более 10 моделей. Среди других производителей квадрокоптеров с ходу можно вспомнить компании Parrot, Walkera, Hubsan, Nine Eagles, Syma Toys.
Walkera Voyager 5 – универсальный промышленный коптер
Разработчики Walkera LTD создали дрон Voyager 5. Устройство снабжено 4к-камерой, 30-кратным оптическим зумом, есть режим ночного видения и тепловизор, корпус беспилотника водонепроницаем.
С помощью пульта дистанционного управления можно отправлять Voyager 5 на дистанции до пяти километров. Благодаря трем аккумуляторам и умной системе энергосбережения, БПЛА выдерживает сорокаминутные полеты – на данный момент это самый высокий показатель среди дронов всего мира. Система ГЛОНАСС и GPS не позволит устройству затеряться.
Дроны различаются количеством несущих винтов. На рисунке ниже, с типологией мультикоптеров видно наиболее популярные типы. Чтобы дрон зависал и находился на одном месте, все винты должны крутиться с одной скоростью. Стороны оборота пропеллеров в разных модификациях изображены на схеме ниже. Зависающее положение используется для фотосъемки с длительной выдержкой. Это позволяет получить кадры высокой точности, которые используют в геодезии, археологии или для получения разведданных.
Разработка квадрокоптеров: возможные конструкции винтов
Чтобы менять направление полета, нужно изменять эти углы с помощью пульта управления квадрокоптером. Корпус пульта должен быть эргономичным и не скользящим.
Показатель скорости вращения винтов квадрокоптера — газ. Чем он выше, тем скорее коптер набирает высоту.
Квадрокоптеры оборудованы обязательными датчиками, которые регулируют положение аппарата в воздухе:
- Гироскоп, который измеряет угловую скорость;
- Акселерометр, который измеряет ускорение;
- Регуляторы скорости, которые управляют сигналом контроллера.
Камера — не обязательная составляющая квадрокоптера. Она может быть встроена производителем или установлена отдельно, пользователем.
Среди всех дронов квадрокоптер является наиболее популярным вариантом для цивильного использования. В свою очередь среди квадрокоптеров наиболее удобной конструкцией является схема, где винты расположены по аналогии буквы «X».
Составляющие части квадрокоптера: разобранная 3D-модель дрона
Дроны из Америки
Латвийские инженеры из организации Aerones создали беспилотник, который выполняет техническое обслуживание ветряных турбин, а именно чистит лопасти посредством шлангов с высоким давлением. Это действие затрачивает немало времени и энергии у работников, и использование на предприятии даже одного дрона позволит существенно оптимизировать процесс и сделать его более эффективным.
В беспилотник встроены механизмы безопасности, термо- и ультра-HD-камеры; система осуществляет бесперебойный мониторинг температуры источника питания и мотора. В корпусе коптера размещены сенсоры для точной навигации, а также радиолокационный алгоритм для избежания столкновений и парашюты – на случай сбоя системы.
К модели присоединен шланг, подключенный к источнику питания – это позволяет дрону парить над поверхностью неограниченное количество времени. На случай если подзарядиться негде, инженеры снабдили летательный аппарат батареей, которая выдерживает до 20 минут полета.
Разработчики заявляют, что коптер способен чистить до десятка турбин за день – в зависимости от размера лопастей и погодных условий. Перед процедурой чистки проводится предварительный осмотр – это позволяет рассчитать время работы, определить тип загрязнения, учесть дефекты и повреждения. В дальнейшем молодая, но перспективная компания планирует разработать больше функций для дрона – таких как тушение пожаров, транспортировка людей в безопасные места в случае ЧС, чистка небольших строений.
