ТОП-22 Недорогих квадрокоптеров в 2022 году

ТОП-22 Недорогих квадрокоптеров в 2022 году Квадрокоптеры

Военные технологии,

09 июн 2021, 09:50

Военный беспилотник впервые атаковал человека без специального приказа

Читать в полной версии

По данным ООН, весной 2020 года в Ливии боевой дрон выследил и атаковал человеческую цель в автономном режиме. Восстание машин начинается?

Количество военных беспилотников в последние годы постоянно увеличивается. Подобными машинами сегодня стремятся обзавестись все страны, располагающие собственными вооруженными силами. В то же время сами дроны становятся всё более разнообразными, но одно качество остается общим для всех военных БПЛА – это наличие дистанционного управления. Беспилотники не самостоятельны, действия их контролируются с земли, однако в скором будущем эта ситуация может в значительной мере измениться. Следует отметить, что в мирной жизни автономные «летающие роботы» используются уже сегодня.

Сегодня одним из главных критериев для квадрокоптера будет не только качества снимаемого видео и фото, но и время полета. Продолжительный полет это возможность охватить весь спектр задач по съемке или изучению ландшафта. Для того, чтобы было легче ориентироваться в большом количестве дронов, был составлен топ квадрокоптеров с долгим временем полета.

Топ квадрокоптеров в списке подходят не только для любительского использования, но и для профессионального.

  • Какой дрон летает дольше всех
  • ТОП квадрокоптеров с долгим временем полета
  • ТОП 1 — Autel Evo 2 Pro
  • ТОП 2 — Mavic Air 2
  • ТОП 3 — Hubsan Zino 2
  • ТОП 4 — DJI Mavic 2
  • ТОП 5 — Mavic Pro Platinum
  • ТОП 6 — DJI Mavic Mini 2
  • ТОП 7 — DJI Phantom 4 Pro V2
  • ТОП 8 — Parrot Anafi
  • Заключение

Дроны запускают в небо не только ради красивых видео с памятных событий. Они доставляют посылки, мониторят объекты и заменяют людей на опасных заданиях. В этой статье команда Azoft рассказывает, зачем и каким бизнесам стоит применять дронов, и как мы помогаем агротех стартапу iFarm решать задачи посредством дронов.

Дроны, как и когда-то интернет, изначально имели военное назначение, но уже вышли за его пределы и становятся ценным инструментом бизнеса. В последнее время им всё чаще находят новую работу. Области применения беспилотников растут, и бизнесмены со всего мира борются за возможность забрать кусочек побольше с нового перспективного рынка.

Индустрию беспилотных летательных аппаратов (UAV) развивают Walmart, Amazon, Sentera, Airwood, XAG, DroneAg и т. Мы с нашим партнёром iFarm также исследуем возможности беспилотных технологий и применяем их для решения стоящих перед бизнесом задач.

ТОП-22 Недорогих квадрокоптеров в 2022 году

Legion Pod оснащена стандартными интерфейсами, поэтому для ее установки на летательный аппарат не требуется серьезных модификаций. Интеграция беспилотника «Мститель» с программной платформой заняла всего 90 дней. Взаимодействие системы с платформой дрона обеспечивается стандартом системных сообщений Open Mission Systems (OMS). Это обеспечило быструю и бюджетную установкуВ ходе испытательного полета «Мститель» обнаружил несколько летательных аппаратов, которые двигались с высокой скоростью. Также беспилотник проанализировал данные сопровождения и произвел серию маневров, необходимых для поражения целей. Гигантский айсберг A74 столкнулся с побережьем АнтарктидыВ США обнаружили рыбу с человеческими зубамиЧто такое эффект Кесслера, а также когда и к чему приведет столкновение спутников на орбите

Что это значит

Автономные дроны уже давно стали реальностью. Но это, вероятно, первый случай, когда боевой беспилотник выследил и уничтожил живую цель без специального приказа. Что это — восстание машин или чистая случайность? Есть ли повод для беспокойства?

Данный инцидент поставил много вопросов перед мировой общественностью: как происходят подобные атаки? как часто боевой дрон «ошибается» с целью? возможно ли регулирование на законодательном уровне?

Джек Уотлинг, сотрудник британского оборонного аналитического центра Royal United Services Institute отметил: «Это (автономная атака боевого дрона в Ливии. — РБК Тренды) не означает, что автономное оружие невозможно регулировать. Но это показывает, что обсуждение остается актуальным и важным. Технологии не будут нас ждать».

Проблема регулирования автономных оружейных систем не раз ставилась на повестку дня. В 2020 году правозащитная организация Human Rights Watch подняла вопрос о необходимости принятия закона против «роботов-убийц». А мэр Нью-Йорка даже призывал к их глобальному запрету. За ограничение производства боевых роботов также выступают Илон Маск, основатель DeepMind Демис Хассабис и другие специалисты в области ИИ. Против запрета автономных боевых дронов выступают США и Россия, которые активно развивают военный искусственный интеллект.

Производители летального ИИ утверждают, что этот тип оружия безопасен и умеет различать цель среди мирного населения. Однако любая ошибка (ведь даже машины ошибаются) может иметь множество последствий. Возможно, первый случай автономной летальной атаки боевого дрона подтолкнет мировых лидеров к более активному обсуждению данной проблемы, пока сценарии научной фантастики не стали реальностью.

Габариты станции: 1. 4 х 1. 6 м, высота 1. 25 мВес комплекса с дроном: 200 кгВстроенный аккумулятор на 6 полетов дрона, общей продолжительностью до 90 минут. Рабочий цикл: 33% (20 минут в полете, 40 минут на зарядке). Связь: 4G, спутникСистема автоматической смены аккумулятора. 6-моторный, схема hexa X. Материалы: карбон, алюминий, пластикДиагональ: 1200 ммВзлетный вес: 6 кгВремя полета: 15 минутРадиус полета: 2 кмКрейсерская скорость: 12 м/с (43 км/ч)Максимальная скорость: 25 м/с (90 км/ч)Полезная нагрузка: PTZ камера или FLIR duoУправление через web-панель, контроль параметров станции и дрона, возможность изменения маршрута в процессе полета. Габариты станции: 2. 1 х 2. 6 м, высота 2. 2 м. Масса станции: 2600 кгПарашютная система спасения. Механизированный привод для замены аккумуляторов и полезной нагрузки. Все основные функции с управлением через облачную панель управления. Тех. характеристики на сайте не указаны. Диагональ: 75 смМакс взлетный вес: 6,5 кгВремя полета: до 35 минутМакс скорость: 80 км/чПолезная нагрузка: камера видимого спектра, ИК камера на стабилизированном подвесеРадиус полета: до 5 км в зависимости от оборудования связиГабариты: 2 х 1. 8 м, высота 1 мВес: 200 кгПитание: сеть или генераторВремя полной зарядки (от 0 до 100%): 30 минутВремя запуска дрона: менее 30 секДатчики окружающей среды: анемометр, датчик дождяДиагональ: 1 мВес с двумя камерами и аккумулятором: 8. 5 кгМакс взлетный вес: 10 кгПолетное время: 40 минВремя полной зарядки: 40 минМакс скорость: 65 км/чГабариты в закрытом положении: 1. 5 х 1. 5 х 1. 5 мВес: 320 кгПитание: сеть 120-240 ВКомплекс управляется удаленно через облачную панель управления. Полетное время: 30 минутЗарядка от 0 до 80% за 20 минут, до 100% за 40 минутРадиус действия: 4 кмСвязь: WiFi, 3G, 4GГабариты: 96 х 80 х 25 смГабариты: 1. 5 х 1. 5 х 0. 9 мПО для планирования полетных заданий и анализа данных. Интеграция со сторонними датчиками и сервисами. American Robotics ScoutРешение с автономным коптером и зарядной станцией для сельского хозяйства. DroneMatrix Jacob stationСтрана: Индия, ЯпонияТехнические характеристики не указаны. Характеристики не доступны. Характеристики не доступны. Проект Amazon Prime Air#UAV #обзор #автономныекомплексы

Основные элементы концепции автономности БПЛА

Строгого определения «полностью автоматического» дрона в данный момент еще не существует. В самом общем виде под этим подразумевается машина, которой не требуется какое-либо взаимодействие с людьми. Другими словами, такой БПЛА сам ставит себе боевые задачи, сам определяет цели для атак, сам заправляется топливом и боеприпасами, сам выбирает время полета и его маршрут. Разумеется, создать столь «умный» дрон сегодня нельзя, но это и не требуется. На практике вполне достаточно добиться самостоятельности БПЛА в рамках выполнения какой-либо одной миссии.

Многие современные дроны можно назвать «частично автоматическими». Без связи с оператором они действовать не способны, однако значительная часть рутинных функций осуществляется без вмешательства человека:

Выравнивание по трём осям в ходе полета.

  • Удержание заданной высоты.
  • Наблюдение за выбранным объектом и его сопровождение. Может подразумевать «зависание» в определенной точке, совершение кругового облета с определенным радиусом и другие маневры.
  • Взлет и посадка.
  • Возвращение на базу. Обычно выполняется при потере связи с пунктом управления.
  • Полет по заданному маршруту.

Израильский БПЛА IAI Heron после выполнения автоматической посадки.

Чтобы оценить, насколько самостоятельным является тот или иной беспилотный летательный аппарат, введены (пока неофициально) шесть уровней автономности. Определяются они следующим образом:

  • «Командный». БПЛА полностью контролируется оператором, к самостоятельным действиям он не способен.
  • «По запросу». Оператор полностью контролирует действия БПЛА, но у него есть возможность запросить у бортового компьютера «совет» по выполнению какой-либо операции.
  • «Консультативный». Электроника без дополнительных запросов, постоянно выдает оператору «советы» по управлению аппаратом.
  • «Поддержка». В этом случае «советы» дополняются предложением на автоматическое выполнение какого-либо действия. Оператор может дать разрешение на эту операцию.
  • «Прямая поддержка». Управление БПЛА осуществляет бортовая электроника, однако оператору сообщается о предстоящем выполнении следующего действия, и он может запретить эту операцию.
  • «Автомат». Оператор может лишь прервать работу бортового компьютера. Если он этого не делает, всё управление осуществляется без вмешательства человека.

Некоторые израильские беспилотники, например, IAI Harpy, достигли уровня четвертого или даже пятого уровня автономности еще в середине «нулевых» годов. В то же время американские ударные БПЛА (например, MQ-9 Reaper) лишь недавно освоили автоматический взлёт. Скорее всего, это связано с тем, что разработанные в США боевые машины являются гораздо более тяжелыми и мощными.

Про меня: 10 лет работаю в отделах надёжности в московских авиационных и космических конструкторских бюро. Был техником, инженером 3, 2, 1 категории, ведущим инженером, сейчас начальник бригады.

Одна из важный проблем, с которой сталкивается БЛА (беспилотный летательный аппарат) и разработчик БЛА — это где подзарядить аккумулятор. Например, в глухой сибирской тайге, в горах или. на Марсе.

Если мы хотим по настоящему автономный квадрокоптер, мы должны тащить с собой запас сменных аккумуляторов, зарядное устройство и т. Стоп! А что если наш квадрокоптер будет тащить на себе в качестве полезной нагрузки солнечную панель с зарядным устройством?

Можно забросить на вертолете и спустить на тросе автономную платформу, состоящую из четырех квадрокоптеров и большой солнечной зарядной панели на ПВХ раме в какой-нибудь глухой регион, где много солнца, но нет никого электричества, завозить солярку очень дорого, но необходимо делать мониторинг многочисленных гектаров леса, чтобы беречь их от пожара.

Подобная система отлично подойдёт для удаленных районов нашей планеты, для решения задач мониторинга, патрулирования, охраны лесов и многого другого. Как вариант, подобная автономная система будет хорошим решением для исследования планет, имеющих атмосферу и много солнца.

Я решил назвать эту автономную беспилотную авиационную систему «Карьяла», в честь моей любимой части планеты Земля — Карелии. Полагаю, представленные изображения объясняют всё доступно.

Смотрите про коптеры:  Купить конструктор аналог Железная дорога Лего со скидкой в интернет магазине

Одна из основных технический сложностей идеи состоит в том, чтобы солнечные панели, дающие ток нужных параметров имели меньшую массу, чем грузоподъемность квадрокоптеров. Но предварительная оценка показывает, что это вполне возможно и задача решаема. Другая важная проблема — точность взлёта и посадки, синхронизация одновременной работы нескольких дронов.

Предлагаю использовать две шторки из плотного материала от дождя, солнца, пыли. Шторки имеют магнитную защёлку на конце. Шторки двигаются по направляющим рамы платформы с помощью небольших электродвигателей, встроенных в платформу.

Основное преимущество данной системы в том, что квадрокоптеры могут переносить платформу с места на места, после подзаряжаясь от неё. Таким образом можно вытащить платформу на солнышко, уйти от горного оползня и иных внешних воздействующих факторов. А главное, можно изучать новый мир шаг за шагом.

Два дрона находятся в воздухе, два заряжаются. Все квадрики оборудованы 4G/LTE модулем. Те, кто в воздухе во время патрулирования периодически входят в зону доступности сотовой связи и передают фото и видео заинтересованным лицам.

По аналогичному принципу можно построить наземную систему. Солнечная зарядная платформа и четыре ровера, которые могут как подзаряжаться от платформы, так и перетаскивать её с места на место. Что повышает надёжность и автономность всяких роботов-курьеров, исследователей и прочих марсоходов. По аналогичному принципу возможно построить морские системы.

Я отдаю себе отчёт, что в этой идее есть свои недостатки, нерешенные трудности и иные подводные камни, но если кто-то прочитает эту статью и сделает подобную систему, я буду только рад. А если вам надо будет рассчитать надёжность и безотказность этой системы — обращайтесь.

Все изображения сделаны в программе Draw.

Что происходит

  • Согласно отчету Группы экспертов Совета Безопасности ООН по Ливии, подготовленному в марте 2021 года, с которым ознакомились журналисты New Scientist, в прошлом году был зафиксирован случай автономной атаки вооруженного дрона на человека.
  • Атака была совершена в марте 2020 года в Ливии с помощью квадрокоптера Kargu-2 во время конфликта между правительственными силами Ливии и военной группировкой во главе с Халифой Хафтаром, командующим Ливийской национальной армии.
  • По словам авторов доклада, дроны работали в «высокоэффективном» автономном режиме, который не требовал вмешательства человека. Они были запрограммированы для атаки целей без необходимости передачи данных между оператором и боеприпасом: по сути, действовали по схеме «выследить, найти и уничтожить», абсолютно автономно.
  • Kargu-2, произведенный турецкой военно-технической компанией STM, оснащен зарядом взрывчатого вещества, и дрон может быть наведен на цель для атаки камикадзе, взрываясь при столкновении.
  • Детали происшествия не уточняются, поэтому разобраться в том, что же действительно произошло, на данный момент не представляется возможным.

Какой дрон летает дольше всех

Все дроны в списке ниже умеют летать более 30 минут, но самый выносливый по времени полета это Autel Evo 2 Pro. Этот квадрокоптер может находиться в воздухе 40 минут и по этой причине он будет топ 1 в списке.

Стоит заметить, что существуют дроны, которые могут летать и 90 минут, такие как SenseFly eBee X или DJI Matrice 300 RTK, который летает 55 минут, но это промышленные дроны для сложных задач и их в расчет брать не будем. Они занимаются картографированием и 3D моделированием.

ТОП квадрокоптеров с долгим временем полета

ТОП-22 Недорогих квадрокоптеров в 2022 году

Autel — один из главных конкурентов DJI. По времени полета он лидер списка, это время составляет 40 минут, хоть дистанция полета составляет всего 9 километров.

https://youtube.com/watch?v=bwPqaRDQT1U%3Ffeature%3Doembed

Большое летное время не единственный плюс, есть еще камера с впечатляющими характеристиками: 1-дюймовый сенсор, который позволяет записывать видео в 6К при 30FPS! Умеет делать фото с разрешением 20 мегапикселей. Есть пульт управления с встроенным OLED-дисплеем, поэтому использовать телефон в качестве экрана совсем не обязательно.

ХарактеристикиВремя полета: 40 минут;Дальность полета: 9 км;Вес: 1150 грамм. Особенности6K при 30 FPS;Сенсор камеры 1 дюйм;OLED-дисплей на пульте управления, можно не использовать телефон. Цена$1,699. 99 или 124000 р. Где купить?

ТОП 2 — Mavic Air 2

ТОП-22 Недорогих квадрокоптеров в 2022 году

Мировая классика, признанный бренд. Это один из самых легких дронов в этом списке. Время полета составляет 34 минуты и в линейке ходовых дронов DJI занимает первое место по этому показателю.

https://youtube.com/watch?v=IwoyGb-NWDs%3Ffeature%3Doembed

Дальность передачи видео (соответственно и полета) составляет до 18 километров, это очень много. В чистом поле может быть еще больше. Видео передается по технологии OcuSync при расстоянии до 10 км в HD-качестве, а далее становится низкого качества, при этом запись в память ведется в отличном качестве.

Особой популярностью дрон используется у фотографов и путешественников.

ХарактеристикиВремя полета: 35 минут;Дальность полета: 18 км;Вес: 570 грамм. Особенности4K при 60 FPS;Сенсор камеры 1/2″ CMOS;Возможность использовать ND-фильтры. Цена$999. 99 или 73000 р. Где купить?

ТОП 3 — Hubsan Zino 2

ТОП-22 Недорогих квадрокоптеров в 2022 году

Несколько лет назад Hubsan выпускали только бюджетные дроны и игрушки, но все поменялось с появлением линейки Zino. Представленный дрон это вторая версия флагманской модели, которая стоит менее $500. Камера пишет видео в 4К качестве при 60 кадрах в секунду. Видео обрабатывает процессор Ambarella. Сенсор у камеры от Sony 1/2. 3 CMOS с разрешением 12 МП. Передача видео на расстояние до 9 км по технологии SYNCLEAS.

https://youtube.com/watch?v=P-vqGotceTE%3Ffeature%3Doembed

ХарактеристикиВремя полета: 35 минут;Дальность полета: 9 км;Вес: 929 грамм. Особенности4K при 60 FPS;Сенсор камеры 1/2. 3″ CMOS;Возможность использовать ND-фильтры. Цена$629,99 (и $459. 99 на момент публикации при заказе из Китая на Banggood) или 46000 р. Где купить?

ТОП 4 — DJI Mavic 2

ТОП-22 Недорогих квадрокоптеров в 2022 году

Это вторая версия очень популярного Mavic Pro. Mavic 2 подразделяется на PRO версию и на Zoom версию. Время полета при это одинаковое и составляет 31 минуту. Главные отличия это камера, в версии PRO она 20-мегапиксельная, а в Zoom версии — 12-мегапиксельная. Обе снимают в разрешении 4К и оснащены системами предотвращения столкновения с препятствиями. Дальность полета и передача видео до 8 километров, а качество видео будет при этом в разрешении 1080Р в реальном времени.

https://youtube.com/watch?v=TH4paLUslhU%3Ffeature%3Doembed

Этот дрон выбор профессиональных фотографов/видеографов.

ХарактеристикиВремя полета: 31 минута;Дальность полета: до 8 км;Вес: 907 грамм. Особенности4K при 30 FPS;Диафрагма f/2. 8–f/11;Возможность использовать ND-фильтры. Цена$1500-1700 или 125000 р. Где купить?

ТОП 5 — Mavic Pro Platinum

ТОП-22 Недорогих квадрокоптеров в 2022 году

По сути это первый складной дрон, благодаря которому появилась целая индустрия складных квадрокоптеров. Время полета дрона составляет 30 минут, а на время выпуска модели эти показатели у конкурентов были в пределах 20 минут.

Мавик Про оснащен 4К камера на 3-осевом стабилизаторе, есть система предотвращения столкновения. Дальность передачи видео составляет до 7 километров.

https://youtube.com/watch?v=3JgYit1DVR8%3Ffeature%3Doembed

Конечно, этот дрон уже можно считать морально устаревшим, но тем не менее, этот старичок держит планку на уровне и по цене/функциям может быть выгоднее других моделей.

ХарактеристикиВремя полета: 30 минут;Дальность полета: до 7 км (гарантировано 4 км);Вес: 743 грамм. Особенности4K при 30 FPS;Система визуального распознавания объектов DJI Guidance;Совместимость с DJI Goggles. Цена$1150 или 84000 р. Где купить?

ТОП 6 — DJI Mavic Mini 2

ТОП-22 Недорогих квадрокоптеров в 2022 году

Это самый дешевый и самый легкий квадрокоптер от DJI. Вес составляет 249 грамм и его не нужно ставить на учет. В сложенном виде он помещается в ладони. Отличный дрон для путешествий. Несмотря на малый вес и относительно небольшую цену, время полета квадрокоптера составляет 30 минут.

https://youtube.com/watch?v=jaQGdNl-bNo%3Ffeature%3Doembed

Мавик мини оснащен камерой 2. 7К при 30 кадрах в секунду и работает на 3-осевом механическом подвесе, исключающим вибрацию и тряску на видео.

ХарактеристикиВремя полета: 31 минут;Дальность полета: 10 км;Вес: 249 грамм. Особенности4K при 60 FPS;Интеллектуальные режимы полета;Высокая ветроустройчивость. Цена~$590 или 43000 р. Где купить?

ТОП 7 — DJI Phantom 4 Pro V2

ТОП-22 Недорогих квадрокоптеров в 2022 году

Несколько лет назад это был самый популярный дрон (серия Phantom) у DJI, но их вытеснили складные конструкции и промышленные квадрокоптеры. Тем не менее, дрон очень современный и подходит для профессионального использования, это золотая середина между легкими дронами и промышленными.

Время полета Фантом 4 ПРО второй версии составляет 30 минут, а дальность передачи видео 8 километров по технологии OcuSync в 1080Р при 30 кадрах в секунду. При увеличении дальности полета, качество видео будет снижено для возможности стабильной передачи видео.

Камера оснащена 1-дюймовым сенсором, которая позволяет делать снимки разрешением 20 мегапикселей. Есть 4-сторонняя система предотвращения столкновения с объектами.

https://youtube.com/watch?v=atbOe73vjPo%3Ffeature%3Doembed

Благодаря большому весу, дрон устойчив при сильном ветре и это может стать решающим фактором выбора.

ХарактеристикиВремя полета: 30 минут;Дальность полета: 8 км;Вес: 1375 грамм. Особенности4K при 60 FPS;4-сторонняя система предотвращения столкновения с объектами;Высокая ветроустройчивость. Цена~$2200 или 160000 р. Где купить?

ТОП 8 — Parrot Anafi

ТОП-22 Недорогих квадрокоптеров в 2022 году

Parrot Anafi позиционировался как прямой конкурент Mavic Pro, но у компании что-то не получилось и дрон не стал таким же популярным. Время полета квадрокоптера составляет 25 минут, а дальность полета около 5 км. Этот дрон завершает рейтинг.

https://youtube.com/watch?v=ykrSVjEIcvY%3Ffeature%3Doembed

Камера отличная, 4К на 21 мегапикселей с сенсором 1:2,4″, умеет снимать в режиме HDR со скоростью 30 кадров в секунду. Камера работает на 3-осевом подвесе. Конструкция складная и компактная.

ХарактеристикиВремя полета: 25 минут;Дальность полета: 5 км;Вес: 315 грамм. Особенности4K при 30 FPS;Камера 21 мегапиксель;Высокая ветроустройчивость. Цена~$800 или 58000 р. Где купить?

Рой дронов автономно перемещается по густому лесу

ТОП-22 Недорогих квадрокоптеров в 2022 году

Для того чтобы беспилотники могли выполнять многочисленные задачи им придется стать намного умнее и научиться работать вместе. В качестве демонстрации этих двух вещей китайские исследователи показали рой дронов, способный ориентироваться в незнакомом густом лесу.

Технология роения дронов известна уже довольно давно, но хотя они часто хорошо скоординированы, они не являются коллективно автономными. То есть, хотя они летают в регулируемой формации и избегают препятствий, их траектории контролируются центральным компьютером, который следит за их положением и отдает команды.

Было бы полезно иметь дроны, которые могут координировать свои движения друг с другом, без какой-либо центральной связующей. Но этого трудно добиться, поскольку большая часть датчиков и вычислительных ресурсов, необходимых для быстрого и эффективного реагирования на окружающую среду вредит маневренности дронов.

Исследователям из Университета Чжэйдзан в Ханчжоу удалось создать рой из 10 дронов, достаточно умных, чтобы автономно летать по густому незнакомому лесу, но достаточно маленьких и легких, чтобы каждый из них мог легко поместиться на ладони. Это большой шаг к использованию подобных роев для таких задач, как воздушная съемка и ликвидация последствий стихийных бедствий.

На основе готовой конструкции компактного дрона команда создала планировщик траектории, который полностью полагается на данные бортовых датчиков роя, которые они обрабатывают локально и передают друг другу. Дроны могут балансировать или направляться для достижения различных целей, таких как поддержание определенного расстояния до препятствий или друг друга, минимизация общего времени полета между двумя точками и так далее. Беспилотникам также можно дать задание “следовать за человеком” и провести картирование окружающей местности.

Смотрите про коптеры:  TOP-13 дронов с большим радиусом действия и камерой

Исследование опубликовано в журнале Science Robotics.

Какой бизнес уже использует дронов

Дроны перестали быть развлечением. Они играючи справляются с множеством задач, которые не были выполнимы ранее, и становятся все более незаменимыми. Они проникли в сферу строительства, сельского и лесного хозяйства, геодезии, горнодобывающей промышленности, энергетики, логистики, недвижимости, охраны и безопасности.

Какую пользу дроны могут принести бизнесу

Очевидное применение беспилотников в бизнесе — доставлять посылки и грузы. В период распространения вирусов это решение актуально: доставка дронами максимально бесконтактна. В США, Финляндии и Австралии уже заказывают доставку товаров первой необходимости, еды и безрецептурных лекарств с помощью дронов Wing, разрабатываемых Alphabet.

Дроны, которые оснащены технологиями компьютерного зрения и машинного обучения, помогают бизнесу:

  • расширить возможности мониторинга производства и обеспечить высокое качество продукции и услуг
  • автоматизировать и ускорить линейные задачи, требующие крупных затрат ресурсов и времени
  • инспектировать объекты, в том числе, труднодоступные и опасные для человека
  • контролировать состояние оборудования
  • патрулировать территории.

Как мы используем беспилотные технологии для проекта iFarm

Начиная с весны 2019 года, мы сотрудничаем с агротех компанией iFarm. Помогаем автоматизировать линейные бизнес-процессы производства: разработали и продолжаем совершенствовать целостную ИТ-инфраструктуру.

Также для автоматизации производства применяем наши исследования в области автономных летающих дронов, нейронных сетей и машинного обучения. Далее расскажем о том, как работаем в этом направлении: задачах, возникших трудностях, решениях, деталях реализации и планах.

Задачи дронов в agrotech отрасли

В рамках задач на проекте iFarm беспилотные технологии, на наш взгляд, перспективны в двух направлениях:

Это решает типичные проблемы классических способов доставки: аренда и обслуживание складов, обработка продукции для хранения.

Разработать дронов-курьеров — заурядная задача. Их нужно доработать до грузового формата и создать классическую инфраструктуру доставки:

  • автоматические подзарядные станции, располагающиеся на пустующих крышах городских зданий
  • место для парковки и технического контроля дронов-доставщиков
  • мобильные оконные приемники грузов, которые можно легко монтировать к большинству оконных систем.

Дрон будет доставлять посылку к окну конечного потребителя, сбрасывая груз в сетку. Ранее в этом направлении мы работали менее активно из-за законодательных ограничений по использованию воздушного пространства. Недавние позитивные изменения в законах и фактор пандемии коронавируса дали нам вернуться к созданию тестовой инфраструктуры и диспетчерского центра доставки дронами.

Высота таких объектов зависит от помещения, где будут применяться технологии автономного выращивания iFarm.

Эта задача оказалась сложнее. Основная проблема — навигация внутри закрытого пространства. Мы не можем использовать технологии позиционирования GPS или глонасс в закрытом помещении. Фермы iFarm изолированы от внешнего мира: в них должна обеспечиваться биологическая безопасность и стабильность состава воздуха внутри помещений.

Применить автономный дрон — возможно, ещё более трудная задача. Исследовательский центр разработок Azoft принял вызов и взялся за реализацию задачи в рамках технологий iFarm.

Плюсы применения дронов:

  • относительная простота конструкции
  • компактность, высокая мобильность по всем направлениям пространства
  • доступность компонент и их постоянное технологическое развитие
  • высокая вариативность конфигурирования и настроек
  • большое коммьюнити разработчиков-конструкторов спортивных и фристайловых дронов.

К минусам или, скорее, вызовам, относится отсутствие стабильных и доступных методов позиционирования внутри помещений. Привычные дроны для аэросъёмки используют системы позиционирования GPS в связке с акселерометрами, компасами и электронными подвесными системами для камер. Внутри помещения основная часть этих систем недоступна, нужно разрабатывать систему позиционирования.

Реализация дронов

Дрон состоит из карбоновой рамы, полетного микроконтроллера со специализированным ПО, бесколлекторных моторов, регуляторов оборотов моторов и ПО для них, пропеллеров, аккумулятора, системы питания периферии, лидара и соединяющих всё это вместе проводов. Полетный микроконтроллер имеет встроенный акселерометр, барометр, датчики температуры и другие датчики, которые отслеживают потребление тока и напряжение у аккумулятора.

Краткий алгоритм работы полетного микроконтроллера заключается в следующем:

  • Алгоритмы компьютерного зрения присылают расчеты датчикам и интерфейсам связи. С датчиков и интерфейсов связи полётный микроконтроллер собирает данные. Формируется полный пакет исходных данных для ПИД-регуляторов встроенного ПО полётного микроконтроллера. ПИД-регуляторы формируют управляющий сигнал, чтобы получить нужные точность и качество переходного процесса.
  • На основе полученных данных 32-битное ядро полётного микроконтроллера в реальном времени рассчитывает значения управляющих сигналов и отправляет их на регуляторы оборотов моторов.
  • Регуляторы оборотов моторов получают сигнал. С помощью встроенного ПО они рассчитывают и направляют нужную силу тока с аккумулятора на обмотки мотора с подходящей частотой. В ответ микроконтроллеру они отправляют данные о текущих оборотах мотора и его потреблении.

Это лишь часть всей системы дрона. На его борту ещё установлен микрокомпьютер. Мы тестируем различные варианты микрокомпьютеров подходящего размера. Уже освоили Raspberry PI, Rock Pi, Nvidia Jetson Nano, а теперь на очереди — самый производительный и технологичный в своём размере Nvidia Jetson Xavier NX, который расширяет горизонты для развития интеллекта дрона.

На таких микрокомпьютерах мы производим расчеты для алгоритмов компьютерного зрения, одометрии и нейросетей. При этом используем видеопотоки с камер и данные сенсоров, которые предоставляет полётный микроконтроллер. Микрокомпьютер и микроконтроллер помогают друг другу стабилизировать дрон в пространстве. Также с помощью микрокомпьютеров мы кодируем и конвертируем разные форматы видеопотоков и решаем прикладные задачи, в том числе, связь и управление дроном.

Что будем делать дальше

Что касается системы мониторинга, мы планируем работать по следующим направлениям:

  • Продолжить работы в направлении безмаркерного позиционирования. Система маркеров хорошо работает, но мы не видим за ней будущего автономных дронов. Дроны должны быть настолько умными, чтобы не требовать внешних подсказок, которые могут деформироваться. Мы видим будущее за дронами, которые применяют весь комплекс современных технологий исключительно на своем борту — нейронные сети, стереозрение, визуальную одометрию, машинное обучение и лидары.
  • Разработать рабочее место сотрудника фермы, которое позволит легко создавать маршруты и планы облетов объектов мониторинга, следить за работой дронов и мониторингом. Это поможет поддержать работу маркерной системы.
  • Доработать системы автоматической подзарядки.
  • Разработать системы управления «роем» дронов, чтобы ускорить процесс мониторинга на больших объектах iFarm.
  • Облегчить вес и стоимость электронных компонент и увеличить мощность.

В рамках задачи по созданию системы доставки с помощью дронов мы планируем действовать в следующих направлениях:

  • Перенести наши наработки из indoor системы в outdoor там, где они применимы.
  • Разработать или взять готовые конструкции грузовых дронов, опробовать и подобрать оптимальные варианты для всех заказчиков.
  • Разработать систему приема легких грузов и мелких посылок весом до 1 кг таким образом, чтобы она монтировалась в основание стандартных окон. Благодаря этому получателю не нужно будет посещать точку получения груза. Мы не видим в ближайшем будущем широкого применения дронов, способных доставлять грузы тяжелее 2 кг. Более тяжелые грузы могут угрожать безопасности людей. Они требуют разработки регуляторных нормативов и систем безопасности, на что, в лучшем случае, уйдет 2-3 года. А получить прямо в окно порцию клубники без ГМО, которая 5 минут назад росла на грядке — это более, чем реализуемо уже сейчас.
  • Продолжить проектирование и разработку системы, где частные пилоты дронов из дома могут мониторить автономных дронов-доставщиков. В случае нештатных ситуаций пилоты будут немедленно перехватывать контроль за управлением дроном, получая вознаграждение за безопасные доставки. Доставка автомобилями, конечно, будет преобладать некоторое время, но вопросы экологии, здравоохранения, распространения вирусов постепенно вытеснят архаичные, плоские, токсичные системы. Новые системы симбиоза дронов и людей изменят стандарты скорости, качества и удобства сервисов и создадут новые профессии.

Мы благодарны компании iFarm за возможность применить наши исследования с пользой для бизнеса и прогресса отрасли. С большим интересом продолжим совместную работу над совершенствованием текущих решений.

Зачем бизнесу разработка дронов

От срочных доставок в час пик до мониторинга недоступных человеку объектов — беспилотники полезны там, где человек не может действовать быстро и эффективно.

Рост эффективности производства, сокращение производственных затрат, решение проблем безопасности в широком масштабе — вот лишь часть задач, которые дроны будут решать по всему миру.

Для чего это нужно

Применение «традиционных» средств противовоздушной обороны для борьбы с дронами порой оказывается неэффективным. Во-первых, беспилотные летательные аппараты могут быть очень маленькими и почти незаметными для радаров, а во-вторых, управляемые зенитные ракеты слишком дороги для того, чтобы тратить их на уничтожение подобных целей. Именно поэтому для нейтрализации БПЛА часто используется совсем иной метод, основанный на прерывании связи между «летающим роботом» и наземным пунктом управления.

Стоит только заглушить канал, по которому происходит обмен данными между дроном и его оператором – и беспилотник тут же оказывается беспомощным и практически бесполезным. Более того, всегда есть вероятность «переподчинения» БПЛА, перехвата управления, после которого противник сумеет по своему усмотрению либо принудительно посадить дрон, либо даже использовать его в собственных интересах.

БПЛА RQ-170 Sentinel, «плененный» ПВО Ирана.

Шифрование сигналов управления, использование узконаправленных антенн и прочие технические ухищрения снижают вероятность столь неблагоприятного развития событий, но не дают никаких гарантий. Об этом свидетельствует целый ряд инцидентов, происшедших в недавнем прошлом с американскими БПЛА.

Так, 21 февраля 2019 года иранским силам ПВО удалось нейтрализовать MQ-9 Reaper, который совершал разведывательный полет вблизи от иракско-сирийской границы. БПЛА совершил аварийную посадку, после чего военное командование США приняло решение уничтожить его, использовав для этого другой беспилотник. Почти сразу после этого представители Ирана опубликовали в Интернете ролик, из которого стало ясно, что мог быть нейтрализован и второй MQ-9 – по крайней мере, видеопоток, поступающий с его борта, был успешно перехвачен и дешифрован.

Ранее, в 2016 году иранцам удалось принудительно посадить на своей территории другой американский БПЛА – это был MQ-1 Grey Eagle. Но самым резонансным стал инцидент 2011 года, когда та же участь постигла сверхсекретный разведывательный RQ-170 Sentinel, принадлежавший ЦРУ. Первоначально официальные представители США вообще отрицали этот факт, затем заявили, что дрон рухнул на землю вследствие технических неисправностей, но после того, как Иран опубликовал фотографии и видеоролики, на которых демонстрировался неповрежденный RQ-170, «угон» пришлось признать.

Во всех перечисленных случаях против БПЛА использовалась система радиоэлектронной борьбы 1Л222 «Автобаза» российского производства. Этот комплекс подтвердил свою эффективность и в марте 2014 года, когда российским силам ПВО удалось принудительно посадить в Крыму американский разведывательно-ударный MQ-5B.

Развернутый комплекс РЭБ 1Л222 «Автобаза», многократно применявшийся против дронов.

Каждый подобный перехват чреват утратой самых разных военных секретов, не говоря уже о материальном ущербе и сорванной миссии. Неудивительно, что сегодня становится всё более актуальной концепция автономных БПЛА, которые могли бы действовать без связи с оператором. Разработка таких аппаратов, скорее всего, ведется весьма активно, но их создатели могут столкнуться с целым рядом весьма серьёзных проблем.

Проблемы реализации

X-47B – прототип перспективного ударного БПЛА, который предполагается принять на вооружение американской армии в 2030 году. Этот дрон называют «полуавтономным».

Ни одного ударного беспилотного летательного аппарата, который обладал бы последним, шестым уровнем автономности, в данный момент не существует. О гипотетическом «абсолютном дроне», способном самостоятельно ставить себе задачи, говорить и вовсе не приходится. Может показаться, что причина этого – недостаточный уровень развития информационных технологий или электроники.

Смотрите про коптеры:  DDOS-GUARD

Действительно, значительно продвинуться в деле создания искусственного интеллекта ученым не удается еще с 60-х годов прошлого века. Тем не менее добиться автономности в рамках выполнения какой-либо одной миссии это всё же не мешает. Решить проблему полностью автоматического управления можно следующим образом:

  • Составить как можно более полный перечень «состояний», в которых способен находиться БПЛА в ходе полета.
  • Создать алгоритм, в соответствии с которым должен действовать дрон в каждом из состояний.
  • Организовать постоянный циклический контроль положения БПЛА. Для этого, в частности, используется система бортовых датчиков. Возможности современной электроники позволяют «опрашивать» их до 32 тысяч раз в секунду, благодаря чему точно определяется «состояние» дрона и выбирается соответствующий алгоритм его поведения.

Собственно говоря, крылатая ракета, использующая во время своего полета инерциальную систему навигации или головку самонаведения на завершающем участке траектории, может рассматриваться как один из вариантов БПЛА с шестым уровнем автономности. Как известно, такие ракеты были созданы довольно давно (правда, затем их стали дополнительно оснащать приемниками сигнала от спутниковых навигационных систем, что снизило степень «самостоятельности» полета).

Полностью автономный сельскохозяйственный БПЛА, разработанный компанией American Robotics.

Более того, в сельском хозяйстве США уже сейчас активно используются винтокрылые дроны, которым практически не нужны люди. Эти машины инспектируют посевы, пролетая над ними по определенным маршрутам, а затем возвращаются в исходную точку, в которой осуществляется автоматическая перезарядка их аккумуляторов.

Что же мешает внедрению подобного подхода в войсках? Прежде всего – проблема корректного распознавания цели. Крылатые ракеты, такие как «Томагавк» или «Калибр», этим не занимаются, они просто летят в точку с заданными координатами. Ударные беспилотники и барражирующие боеприпасы действуют иначе – они должны вначале обнаружить противника и идентифицировать его. К сожалению, в прошлом операторы дронов не раз допускали ошибки, в результате которых гибли мирные люди. Если же задачу идентификации цели передоверить электронике, масштабы «сопутствующего ущерба» могут стать поистине катастрофическими.

Еще одна очевидная трудность – это необходимость хранения на борту БПЛА большого количества данных. Без этого компьютер не сумеет опознать цель, да и алгоритмы поведения в различных состояниях также нужно куда-то записывать. Конечно, современные носители информации компактны и легки, но их емкость отнюдь не безгранична. Кроме того, беспилотники, особенно дроны-камикадзе, нежелательно делать слишком дорогими.

Отдельного упоминания заслуживают юридические и этические проблемы, связанные с применением полностью автономных ударных БПЛА. Если сегодня в результате ударов с воздуха погибают гражданские люди, или наносится ущерб собственным войскам, то отыскать ответственных за это нетрудно.

Акция протеста возле Белого Дома после уничтожения беспилотником свадебной процессии в Йемене.

Но что будет в том случае, если убийцей выступит робот? Кто понесет наказание за случившееся? Эти вопросы остаются пока без ответов, а связанные с ними этические проблемы не имеют решения.

Перспективы «автономизации»

Будет ли и далее увеличиваться самостоятельность имеющихся на вооружении военных беспилотников, пока всё ещё неизвестно. Некоторые чиновники из Пентагона, комментируя эту проблему, высказывали сомнения в целесообразности применения полностью автономных аппаратов, указывая на то, что это чревато не только ошибочными ударами с воздуха, но и резким повышением аварийности БПЛА.

Кроме того, отмечалось, что глушение или перехват канала управления – это лишь один из способов «бесконтактной» нейтрализации дронов. Не менее губительным для беспилотников является возможное воздействие электромагнитного импульса, «выжигающего» бортовую аппаратуру. Этот метод борьбы с дронами неплохо проработан уже сегодня.

Вместе с тем достижение близкой к полной автономности может быть достигнуто благодаря концепции так называемого «роя дронов». Этот новый подход подразумевает, что вместо одного более или менее крупного БПЛА создается множество «нано-беспилотников», выполняющих задание коллективно, во взаимодействии друг с другом. «Разум» у таких дронов коллективный: поодиночке они летать не способны: какого-то центра принятия решений у них нет.

Первый экспериментальный сброс «роя» мелких БПЛА, названных Perdix, был осуществлен в сентябре 2014 года. Затем состоялась целая серия испытаний, причем запуски проводились с использованием различных самолетов-носителей (F-15, F/A-18 и другие). Интересно, что хотя на испытания допустили прессу, хороших снимков БПЛА Perdix сделать так и не удалось из-за их малых размеров и быстрого беспорядочного перемещения. Вес одного такого аппарата составляет всего 290 граммов.

Ролик, запечатлевший одно из испытаний «нано-дронов», был опубликован в Интернете:

Какое из направлений развития полностью автономных БПЛА возобладает – пока сказать трудно. Концепция «роя» пока еще не проработана полностью. Вместе с тем ясно, что большое количество мелких дронов могут в будущем стать серьезной проблемой для любых, в том числе и перспективных, систем противовоздушной обороны.

Все остальные решения, которые будут приняты, будут зависеть от этого и окажут непосредственное влияние на результаты, которые вы можете ожидать получить от своих опросов. Для начала, вот некоторые ключевые факторы, которые необходимо принять во внимание.

Ключевые факторы в плане LiDARаэрофотосъемки

  • Стоимость: Цена, конечно, не последний критерий, и она должна соответствовать вашему бюджету:
    с многороторным беспилотником легко начать, он занимает меньшую площадь и обходится дешевле (10-40 тыс. евро).стационарный беспилотный летательный аппарат работает быстрее и предлагает более широкую зону покрытия по более высокой цене (50-250 тыс. евро)вертолет – лучшее сочетание скорости и маневренности, но самое дорогое (30-55 тысяч евро).
  • с многороторным беспилотником легко начать, он занимает меньшую площадь и обходится дешевле (10-40 тыс. евро).
  • стационарный беспилотный летательный аппарат работает быстрее и предлагает более широкую зону покрытия по более высокой цене (50-250 тыс. евро)
  • вертолет – лучшее сочетание скорости и маневренности, но самое дорогое (30-55 тысяч евро).

Существуют различные классификации беспилотных летательных аппаратов, которые следует учитывать при LiDARаэрофотосъемке, и тип применения/потребления, которое вы планируете применить при его развертывании, также может оказывать влияние. Если сложить все факторы, то можно выбрать одну из трех классификаций: многороторный, неподвижное крыло и один роторный БЛА.

Мультироторный беспилотник – самый распространенный тип, который вы найдете на рынке. Большинство из них меньше по размеру, но, например, вариант с гексакоптером или октокоптером больше по размеру и может выполнять несколько миссий. Осьминограф и гексакоптер обеспечивают большую безопасность, потому что если один из роторов выйдет из строя, у вас все равно останется несколько способных к полету, в то время как квадкоптер упадет с неба. Более крупные многороторные беспилотные летательные аппараты также могут обеспечить наибольшую гибкость в выборе оборудования, что делает их более полезными при выполнении различных задач. Они также идеально подходят для труднодоступной местности.

Например: DJI M600, Videodrone Geodrone X4L

Следующий, который следует рассмотреть, – это беспилотный летательный аппарат с фиксированным крылом, так как он может быть наиболее эффективным для антенны. LiDAR изыскательские работы, охватывающие большую часть местности, стоимость является элементом в связи с его сходством с традиционными пилотируемыми самолетами. Они используются для обследования линейных инфраструктур (линий электропередач, железных и автомобильных дорог), больших лесных или сельскохозяйственных угодий или даже речных или морских побережий. Они выдерживают меньшую полезную нагрузку, чем мультироторы (так как LiDAR интегрирована в голову) и приносит дополнительную ценность, когда они предлагают вертикальный взлет и посадку (VTOL) по соображениям пространства и безопасности.

Ex: Quantum Systems VTOL Tron

Наконец, однороторный БПЛА (иногда его называют беспилотным вертолетом), может быть более эффективным и производительным, чем многороторный (размер всегда является фактором), но опять же все зависит от профиля миссии. Если вам нужно смонтировать более крупное решение для LiDARкартографирования, его размер и мощность делают один роторный дрон лучшим вариантом.

Ex: Pulse Aerospace Vapor 55, Sky Heli

Теперь, мы надеемся, что у вас есть некоторые подсказки, чтобы лучше выбрать беспилотный летательный аппарат и взлет для LiDARисследований!

Решение проблем и возникающие трудности

С помощью дрона мы готовы удовлетворить большую часть требований iFarm к системе мониторинга. Главный вызов, с которым мы сейчас работаем — это система позиционирования внутри помещений.

Есть несколько стандартных путей решения задачи. Например, ультразвуковые или радиовещательные датчики с картой их монтажа внутри помещений. Дрон отслеживает текущую силу сигнала и соотносит с частотой и силой сигнала датчиков на карте помещения — наподобие GPS в замкнутом пространстве.

Другой классический метод — маркерное позиционирование в сочетании с технологией отслеживания перемещений («optic flow»). Мы выбрали его в качестве первого прототипа. Для этого не требуется устанавливать дополнительное оборудование, а только расклеить маркеры в контрольных точках карты перемещения дрона.

Провели удачные тесты, которые показали достойную точность позиционирования с погрешностью 5-10 см для шестимоторной конфигурации. Мы сделали выводы, что конструкция коптера слишком большая и недостаточно мобильная и переделали её на классическую модель с четырьмя двигателями. Это вместе с конструкторскими изменениями увеличило точность позиционирования до уровня, который позволяет действовать в ограниченном пространстве.

Считаем, что данную комбинацию уже можно вводить в производство. Осталось сделать лишь некоторые простые изменения по требованиям iFarm, чтобы обеспечить большую безопасность для сотрудников фермы и растений:

  • защитить пропеллеры бамперами и кожухами,
  • собрать систему автозарядки,
  • наладить систему передачи отснятого материала на сервер для дальнейшей обработки нейросетями и алгоритмами машинного обучения.

Это линейные задачи в рамках всего комплекса работ. Основные сложные и рисковые задачи мы выполнили ранее.

Заключение

ТОП-22 Недорогих квадрокоптеров в 2022 году

Пилот как съемочного, так и гоночного квадрокоптеров

В очередной раз почти весь топ заняли дроны DJI, но такова реальность, потому что у них получается вытягивать из дронов максимальные характеристики, жертвуя ценой конечно же. Да, эти дроны очень дорогие, но они оправдывают свою цену.

Время полета важный критерий для тех, кто занимается аэро-фото съемкой, потому что нужно снимать много разного материала, а менять аккумуляторы каждые 15 минут не совсем удобно.

В ТОПе не перечислены промышленные дроны, так как там совсем другая ценовая категория, хоть некоторые умеют летать и по часу и поднимать в воздух десятки килограмм груза. Тем не менее, представленные выше дроны – профессиональные и полупрофессиональные.

Все цены и курс на рубли актуальны на день публикации.

Итоги первого этапа работы

На первом этапе мы хотели проверить, достаточно ли точные результаты получаются, если использовать концепцию маркерного позиционирования для «узких» задач мониторинга. В рамках нее дрон должен автоматически попадать в проходы между рядами шириной 80 см и нести на борту дополнительное оборудование. Мы должны были подобрать и опробовать наиболее эффективную компонентную модель дрона, его аэродинамическую форму и проверить ряд электронных компонент от китайских, турецких и американских поставщиков.

За полгода работы мы выполнили все стоящие задачи. Довольны результатами и в процессе сгенерировали много идей для работы.

Оцените статью
Радиокоптер.ру
Добавить комментарий

Adblock
detector