Что такое дроны для чего они

Что такое дрон? Фото и видео

Квадрокоптеры, дроны уже очень прочно вошли в нашу современную жизнь и некоторые сферы так подстроились под их использование, что без них больше нельзя будет обойтись. В этой статье рассмотрим о том, что такое дрон, квадрокоптер, как он работает и где его можно использовать.

Терминология, что такое дрон

Что такое дрон — это беспилотный летательный аппарат, который управляется внешним пилотом или оператором. Дрон — это физическая машина, внутри которой нет никого живого, кто бы управлял ей, но управление происходит из вне, с помощью радио аппаратуры управления. В движение дрон приводится с помощью двигателей, чаще электрических, но для промышленности или армии используются дроны на двигателях внутреннего сгорания.

Аппаратура управления — это специальное радио оборудование, проще говоря — пульт, с помощью которого можно посылать команды беспилотнику по радио каналу, но сегодня это можно уже делать и по цифровому каналу. Управление обычно происходит с помощью перемещения стиков на пульте. Каждое движение стиков привязано к определенной команде для беспилотника, например, газ прибавить или газ убавить, накрениться влево или накрениться вправо, тангаж вверх или тангаж вниз.

Выглядит аппаратура управления вот так:

Аппаратура для гоночных дронов работает на частоте 2.4Ghz. Аппаратура для дронов, типа DJI — работает тоже на частотах 2.4Ghz.

Управление у военных дронов или сложных промышленных, может осуществляться с помощью сложного компьютерного управления и обычно там вносятся команды и координаты, а также нет такой аппаратуры управления, как на фото выше.

Как работает дрон?

Сфера дронов развивается ошеломительными темпами, каждый год появляется масса новых технологий и материалов, из которых создаются дроны, квадрокоптеры и другие авиа модели.

Обычный беспилотный дрон изготовлен из легких композиционных материалов для уменьшения веса и повышения маневренности. Прочность этого композитного материала позволяет военным беспилотным летательным аппаратам совершать полеты на экстремально больших высотах.

Дроны оснащены различными современными технологиями, такими как инфракрасные и лазерные камеры, GPS (бытовые, коммерческие и военные дроны). Беспилотники управляются с помощью систем дистанционного наземного управления (GSC), а также с помощью наземной кабиной экипажа:

Беспилотный летательный аппарат состоит из двух частей — самого беспилотника и системы управления, как говорилось выше.

Про военные беспилотники продолжать рассказывать не буду, так как интересны нам только гражданские.

Дрон как правило состоит из рамы, платы распределения питания, полетного контроллера, регуляторов оборотов двигателей и самих двигателей. Далее, на квадрокоптер устанавливается камера и видеопередатчик, для возможности снимать/передавать изображение на устройство приема, например, телефон или FPV шлем.

Ниже представлен набор для гоночного типа дрона (квадрокоптера):

Сигнал с аппаратуры управления передается в полетный контроллер дрона (квадрокоптера) с помощью радио связи, либо цифрового канала. Полетный контроллер — это мозг беспилотника, он обрабатывает сигнал с аппаратуры, передает обработанные данные в регуляторы оборотов на основе данных с различных датчиков.

Например, пилот дал задачу дрону удерживать позицию на одной высоте, то есть, зависнуть в воздухе: полетный контроллер опрашивает датчик барометр о текущем значении, запоминает его. Внезапно подул ветер, значение с датчикам поменялось в меньшую сторону. Алгоритмы в полетном контроллере понимают, что раз значение барометра понизилось, его нужно повысить.
Полетный контроллер командует регуляторам оборотов прибавить обороты двигателям, что он и делает — квадрокоптер поднялся выше и значение барометра стало как и прежде. Полетный контроллер командует регуляторам оборотов снизить обороты, чтобы значение не стало выше.

Все это делается очень и очень быстро в реальном времени, корректировка идет каждую миллисекунду.

Полетный контроллер может использовать и другие датчики, например, GPS, камеры или сонары.

Какие бывают дроны?

Разделить все дроны можно на военные и гражданские. Военные — это большие летательные аппараты с множеством сложного оборудования, естственно, предназначенного для военных целей и обычно это сбор различных данных, от высококачественного фото и видео, до перехвата телефонных разговоров.

Для военных целей, это огромные беспилотники, похожие на самолеты:

Для гражданских целей: это большие квадро или октокоптеры для киношников, геологов и другим, кому необходимо поднимать в воздух тяжелое съемочное оборудование:

Для фермеров, спасателей и других, используются промышленные дроны, например, такие:

Такие несут большую полезную нагрузку и могут поднять небольшие бочки с химикатами для опрыскивания от вредителей, например.

Все остальные, например, фотографы или любители, используют более легкие и простые модели, тем не менее, способные снимать очень качественную картинку:

Квадрокоптерами это все не ограничивается, есть также монокрылья, самолеты, вертолеты, подводные лодки, катеры — это тоже все беспилотные летательные аппараты или дроны:

Функции дронов. Что умеет дрон?

В последние года дроны стали очень умными, для них придумали много интеллектуальных режимов полета, внедрили различные датчики и системы. Рассмотрим по порядку.

Спутниковое позиционирование

Сейчас дроны средней и выше ценовой категории оборудованы сразу двойной системой спутникового позиционирования. Более дешевые модели обладают обычно только GPS.

Что дает спутниковая система дрону:

Также, спутниковая навигация спасет дрон, если:

Перед началом полета важно, чтобы дрон «поймал» нужное количество спутников, обычно это не менее 8 спутников. В противном случае, данные функции работать не будут, что может привести к неприятностям, например, к потере дрона.

Функция обнаружения препятствий и предотвращение столкновения

Современные дроны имеют функцию предотвращение столкновения, основанную на технологии SLAM при использовании нескольких специальных датчиков, таких как:

Используя эти датчики, алгоритмы (программное обеспечение) полетного контроллера дрона, умеет на лету создавать 3D карты, позволяя дрону «видеть» мир и препятствия.

Еще пару лет назад, дроны могли обнаруживать препятствия только спереди, но теперь они могут сканировать пространство со всех сторон. Так умеет, например, Mavic 2 PRO. Технология называется APAS и помогает пилотам управлять дроном. При виде препятствия, квадрокоптер его облетит, а если это сделать невозможно, то просто зависнет на месте.

Такую функцию имеют не только дроны от DJI. В 2019 появился дрон Skydio 2 с полным сканирование пространства со всех сторон. У него 6 камер на борту в разрешении 4К непрерывно оценивают обстановку вокруг. Видео, в котором показывается и то, как видит квадрокоптер пространство вокруг себя:

Гироскоп, IMU и полетный контроллер

Гироскоп и IMU — это система стабилизации полета дрона. Без них дрон не сможет летать, потому что полетный контроллер не сможет понять, где именно в пространстве он находится.

Гироскоп работает на очень большой частоте и очень чувствительно улавливает любые силы, которые воздействуют на дрон из вне, будь то ветер или сила притяжения. Данные гироскоп передает полетному контроллеру, который в свою очередь решает, что делать дальше.

IMU — инерциальный измерительный блок (IMU) работает путем определения текущей скорости ускорения с использованием одного или нескольких акселерометров.

IMU обнаруживает изменения атрибутов вращения, таких как тангаж, крен и рыскание, используя один или несколько гироскопов. Некоторые IMU включают в себя и магнитометр.

Телеметрия дрона

На сегодня дроны умеют передавать телеметрию, даже дешевые за 100$.

Телеметрия — это данные состояния с датчиков, которые передаются по радио каналу.

Передаются данные, такие как:

Все это облегчает пилотирование и позволяет в реальном времени знать о дрон все информацию, необходимую для безопасного полета.

Функция No Fly Zone

Такая функция применяется в гражданских беспилотниках. На данный момент эта функция есть у квадрокоптеров компании DJI. Дрон не полетит туда, где FAA (американское ведомство) запретило полет по определенным причинам, например, там аэропорт или правительственные здания.

Вид от первого лица — FPV

Одной из главных функций и возможностей из-за которой дроны стали популярными — это FPV или вид от первого лица!

Что такое FPV — это First Person View или вид от первого лица.

Вся суть в том, что на дроне установлена камера, которая снимает видео и с помощью видеопередатчика транслирует видео в режиме реального времени в ваш телефон или другое устройства: экран, FPV шлем или очки. Вы видите «глазами» беспилотника, как будто вы находитесь внутри него.

FPV позволяет управлять самолетом, квадрокоптером или другим дроном на дальних расстояниях, в отличие от визуального полета. Также это дает гораздо большую свободу полета. Именно эта технология дала толчок к развитию беспилотников.

Видео передается по радио связи (аналоговый сигнал), либо через цифровой канал. У аналогового канала задержки минимальные, у «цифры» они выше, но сейчас разработки не стоят на месте и задержки становятся минимальными.

Например, DJI Mavic 2 может передавать цифровое видео в ваш телефон на расстоянии до 8 км при разрешении 1080р!

Живое видео в реальном времени — это захватывающая технология беспилотников.

Обновление программного обеспечения (прошивки) через порт USB

Это тоже своего рода функция. У всех дронов выше средней ценовой категории есть microUSB порт. Он нужен для того, чтобы обновлять программное обеспечение (прошивку) вашего квадрокоптера или другой модели.

Дрон это по сути мини компьютер с пропеллерами и камерой и он нуждается в обновлении. Производители периодически исправляют ошибки в ПО или добавляют новые функции. Как обновлять беспилотник — обычно такая информация есть в инструкции к вашему дрону.

Приложение для управления дроном

У каждого съемочного дрона есть свое приложение (либо стороннее у бюджетных моделей), с помощью которого можно управлять беспилотником. Там содержится много информации и настроек, а также транслируется видео.

Камера: видео и фотосъемка

Еще один пункт, который подтолкнул сферу дронов к очень быстрому развитию — камера. Изначально камеры на квадрокоптерах были низкого качества, а еще у всех была линза с эффектом «рыбий глаз», из-за чего качество видео было посредственным. Производители быстро поняли, что люди хотят использовать дрон для качественной съемки видео, красивых мест, а также делать фотографии, поэтому поменяли вектор на нормальные линзы без всяких эффектов и искажений.

Такие гиганты как DJI, Yuneec, Xiaomi и другие, начали ставить качественные камеры с разрешением съемки 4К и большим битрейтом записи. Это позволило запуститься новому витку развития аэросъемки. Для записи доступны качественные и тяжелые форматы, такие как CinemaDNG и RAW.

Кроме просто качественной картинки, производители начали устанавливать в камеру оптический и цифровой зум. Например, камера Zenmuse Z30 от DJI имеет оптический 3,5 кратный зум, а также 2-кратный цифровой без потерь качества. А у Walkera Voyager 5 оптический зум составляет невероятные 30 крат!

Для того, чтобы видео было плавным, используются специальные механические подвесы камер, которые крепятся на резиновые демпферы к днищу дрона, либо крепятся к передней части, как у DJI Mavic. Да, сегодня много говорится об этой фирме, потому что они являются законодателями мира дронов и качественной беспилотной продукции.

Чаще всего, это 3-осевые подвесы, такого вида:

Функция Sensor Fusion для создания 3D-карт местности и зданий

Функция, которая используя несколько датчиков (лидар, мультиспектральная камера и обычная камера) может создавать 3D-модели местности, ландшафтов и зданий, очень здорово помогли архитекторам и проектировщикам в их работе. Все это происходит быстро и качественно, нужно лишь тщательно облететь здание со всех сторон, затем перенести отснятый материал в компьютер и с помощью специальной программы обработать данные.

Вот так это происходит:

Интеллектуальные режимы полета

Сейчас у многих дронов большой список интеллектуальных режимов полета.

Например, у Phantom 4 Pro список режимов такой:

Самая интересная функция, на мой взгляд, это «следуй за мной», ее еще называют функцией ведения. Получаются потрясающие кадры, особенно у тех, кто едет на велосипеде, бегает или катается на сноуборде. Выглядит это так:

О дронах по научному, но понятным языком

Есть замечательный ученый, Раффаэлло Д’Андреа. Он изучает робототехнику, а в частности беспилотники и находит и исследует различное применение дронам в нашей с вами жизни. Это один из тех людей, кто двигает развитие этой отрасли.

Сайт Раффаэлло: https://raffaello.name/

Видео с его рассказом о беспилотниках и технологиях, на которых это все работает. Русской озвучки нет, но есть русские субтитры, которые очень качественно переведены:

Источник

Как работают дроны и что представляет из себя технология дронов?

В данной статье простым языком рассказывается о том, что такое дрон и как они работают. Технология БПЛА постоянно развивается, так как новые инновации и инвестиции являются двигателем совершенствования дронов, новые модели которых выпускаются каждые несколько месяцев.

Ниже мы обсудим технологию БПЛА на примере самых популярных дронов, в которых использованы все новейшие технологии. У большинства дронов очень похожие системы.

Технология БПЛА охватывает все: от аэродинамики дрона и материалов изготовления до печатных плат, чипсета и программного обеспечения, которые являются мозгами дрона.

Одним из самых популярных дронов на рынке является DJI Phantom 3. Этот дрон был очень популярен среди профессиональных воздушных операторов. Хотя сейчас он считается устаревшим, в нем использованы передовые технологии, которые присутствуют в самых последних моделях БПЛА.

Этот беспилотник можно использовать для описания технологии БПЛА, поскольку в нем есть все: сам дрон, карданов подвес и камера. Также, в нем применены передовые технологии.

Всего через несколько месяцев после написания этой статьи на рынке появилось несколько новых дронов, таких как DJI Mavic 2, Mavic Air, Phantom 4 Pro, Inspire 2 и Walkera Voyager 5.

Инновации в технологии БПЛА развиваются в быстром темпе. Данная статья охватывает самые последние технологические достижения в сфере БПЛА. Так что эта статья, как и все ссылки здесь, актуальны.

Как работают дроны

Типичный беспилотный летательный аппарат изготовлен из лёгких композитных материалов с целью уменьшения веса и повышения манёвренности. Прочность композитного материала позволяет военным дронам совершать полёты на чрезвычайно больших высотах.

Беспилотники оснащены различными современными технологиями, такими как инфракрасные камеры, GPS и лазер (бытовой, коммерческий и военный БПЛА). Дроны управляются с помощью систем дистанционного управления с земли (GSC), который также называется «наземный пульт управления».

Система БПЛА включает: сам дрон и систему управления.

В носовой части дрона расположены все датчики и навигационные системы. Так как нет необходимости в размещении человека внутри, остальная часть корпуса заполнена системами БПЛА.

Конструкционные материалы, использованные для создания дрона, представляют собой очень сложные композиты, предназначенные для поглощения вибраций, которые уменьшают производимый шум. Эти материалы очень легкие.

Ниже мы рассмотрим научное обоснование и технологии, использованные в беспилотнике DJI Phantom 3. Также, мы владеем информацией о технологиях, применяемых в новейших моделях на рынке дронов.

Существует множество ссылок, по которым вы можете пройти, чтобы изучить различные компоненты технологии дронов. Например, вот потрясающая статья о компонентах дронов. Здесь приведён обзор отдельных компонентов, которые встречаются в большинстве дронов.

Типы и размеры дронов

Дроны бывают самых разных размеров, причём самые большие, такие как беспилотник Predator, используются в военных целях. Следующими по размеру являются дроны, которые имеют фиксированные крылья и требуют коротких взлётно-посадочных полос. Они обычно используются для охвата больших территорий, например, для географической съёмки или для борьбы с браконьерством в дикой природе.

Большинство последних моделей, такие как DJI Mavic Air и DJI Spark, вывели технологию ВВП на новый уровень и теперь запускаются даже с ладони.

Вывод в заданную точку с помощью РЛС и Функция возвращения домой

Большинство последних моделей дронов оснащены двойными глобальными навигационными спутниковыми системами (GNSS), такими как GPS и ГЛОНАСС.

Дроны могут летать как в GNSS, так и в не спутниковых режимах. Например, дроны DJI могут летать в режиме P (GPS & ГЛОНАСС) или ATTI, который не использует спутниковую навигацию.

Высокоточная навигация очень важна при полете, особенно, если дрон применяется для создания 3D-карт, съёмки ландшафта и миссии SAR (Search & Rescue).

Радиолокационная технология будет сигнализировать на дисплее пульта дистанционного управления о следующем;

• обнаружение достаточного количества спутников GNSS и готовность к полёту

• текущее положение и местоположение дрона по отношению к пилоту

• фиксирование исходной точки для функции «Возвращения домой»

Большинство последних моделей беспилотных летательных аппаратов имеют 3 типа технологии «Возвращения домой»:

• Пилот инициировал возвращение домой, нажав кнопку на пульте дистанционного управления или в приложении.

• Низкий уровень заряда батареи, при котором беспилотник автоматически летит обратно в исходную точку.

• Потеря передачи между БПЛА и пультом дистанционного управления, когда БПЛА автоматически возвращается в исходную точку.

Новейшая функция Mavic Air RTH позволяет обнаруживать препятствия во время автоматического возвращения домой. Mavic Air RTH позволяет избежать препятствий, если достаточно освещения;

Технология обнаружения препятствий и предотвращения столкновений

Многие дроны оснащены системами предотвращения столкновений. В системе искусственного зрения использованы датчики обнаружения препятствий для сканирования окружающей среды, в то время как программные алгоритмы и технология SLAM переносят изображения в трёхмерные карты, позволяя контроллеру полёта обнаруживать объект и избегать его. Эти системы объединяют один или несколько следующих датчиков для обнаружения и обхода препятствий;

Последние модели DJI Mavic 2 Pro и Mavic 2 Zoom способны обнаруживать препятствия с 6 сторон. В Mavic 2 используются как датчики изображения, так и инфракрасные датчики, встроенные в систему наблюдения, известную как всенаправленное распознавание препятствий.

Система обнаружения препятствий DJI Mavic 2 переходит на следующий уровень, где она может фактически облетать препятствия спереди или при обратном движении. Если дрон не сможет определить траекторию полёта вокруг объекта, он зависнет в воздухе перед препятствием. Это называется APAS (усовершенствованная система помощи пилотам), которая применяется на дронах DJI Mavic 2 и Mavic Air.

Гироскопическая стабилизация, IMU и контроллеры полета

Технология гироскопической стабилизации является одним из компонентов, обеспечивающих беспилотный полет дрона. Гироскоп должен мгновенно реагировать на силы, оказывающие давление на дрон. Гироскоп предоставляет необходимую навигационную информацию центральному контроллеру полета.

Гироскоп является компонентом IMU, а IMU является важным компонентом контроллера полёта дронов. Контроллер полёта является «мозгом» дрона.

Направление двигателя дрона и конструкция пропеллера

Экранные параметры полёта в реальном времени

Почти во всех дронах встроен контроллер наземной станции (GSC) или приложение, позволяющее отслеживать текущую телеметрию полёта и видеть на вашем мобильном устройстве то, что видит ваш дрон.

Чтобы повысить безопасность полетов и предотвратить случайные полеты в запрещенных зонах, последние модели дронов от DJI и других производителей включают функцию «Бесполетная зона».

Бесполетные зоны были разделены на две категории: A и B. Производители могут обновить и изменить эту технологию с помощью обновлений микропрограмм.

Режим GPS «Готов к полету»

Когда компас откалиброван, дрон ищет местоположение спутников GPS. Когда найдено более 6, дрон переходит в режим «Готов к полёту».

Внутренний компас и отказоустойчивая функция

Позволяет БПЛА и системе дистанционного управления точно знать местоположение дрона в полёте. Калибровка компаса необходима, чтобы установить исходную точку. Исходной точкой является место, куда дрон вернётся в случае потери сигнала между дроном и системой дистанционного управления (также известна как «отказоустойчивая функция»).

Онлайн Передача Видео. Режим FPV

FPV означает «вид от первого лица» (First Person View). На БПЛА установлена ​​видеокамера, которая транслирует видео в реальном времени пилоту на земле. Пилот летает на дроне и видит картину так, будто он находится на борту самолёта, а не находится на земле.

FPV позволяет летать намного выше и дальше, чем вы если смотреть на дрон с земли. Режим FPV позволяет летать более аккуратно, особенно это касается обхода препятствий.

FPV позволяет запускать дрон в помещении, пролетать через леса и вокруг зданий, где было бы невозможно летать, наблюдая за ним с земли.

Исключительно быстрый рост и развитие индустрии БПЛА был бы невозможен без технологии прямой передачи видео FPV. Эта технология использует радиосигнал для передачи и приёма видео в реальном времени.

Дрон оснащен встроенным многодиапазонным беспроводным передатчиком FPV с антенной. В зависимости от дрона, приемником видеосигналов может быть пульт дистанционного управления, компьютер, планшет или смартфон. Прямая трансляция видео напрямую зависит от уровня сигнала на наземном управлении дрона. Диапазон передачи видео в реальном времени с дрона DJI Mavic 2составляет FPV 5 миль (8 км) с передачей видео в качестве 1080p.

Другие, более старые дроны, такие как DJI Mavic и Phantom 4 Pro, передают видео на расстоянии до 4,3 мили (7 км). В Phantom 4 Pro и Inspire 2 используется новейшая система DJI Lightbridge 2.

В таких дронах, как DJI Mavic, используются встроенные контроллеры и интеллектуальные алгоритмы, которые устанавливают новый стандарт беспроводной передачи изображений высокой чёткости за счёт снижения задержки и увеличения максимальной дальности и надёжности.

В 2016 году была анонсирована новая возможность трансляции видео по сети 4G / LTE с неограниченным диапазоном и с низкой задержкой. Эта технология БПЛА называется Sky Drone FPV 2. Она включает в себя модуль камеры, модуль данных и модем 4G / LTE.

Прошивка и Ассистент

Система управления полётом обменивается данными с помощником, установленным на ПК, через кабель Micro-USB. Это позволяет настраивать БПЛА и обновлять прошивку дрона.

Дрон проще всего описать так: летающий компьютер с прикреплённой камерой или датчиком.

Как и компьютеры, дроны оснащены встроенным программным обеспечением, которое отправляет команды физическим компонентам дрона или удалённого контроллера. Производители БПЛА выпускают обновления прошивки для исправления ошибок и добавления новых функций к дрону, пульту дистанционного управления или программному обеспечению, если оно используется для управления дроном.

Светодиодные индикаторы полета

Они расположены в передней и задней части дрона. Обычно светодиоды зелёного, жёлтого или красного цвета.

Передние светодиоды показывают, где находится дрон. Задние светодиоды загораются, чтобы показать состояние дрона при включении питания, обновлении прошивки и полете.

Важно понимать, о чём уведомляют светодиоды на вашем квадрокоптере. Например, медленно мигающий красный светодиод может обозначать низкий уровень заряда батареи, а постоянный красный цвет указывает на ошибку. Все дроны поставляются с руководством по эксплуатации, в котором перечислены значения каждого светодиода.

Система дистанционного управления БПЛА

На DJI Phantom 3 это устройство беспроводной связи, использующее частоту 5,8 ГГц. Дрон и система дистанционного управления должны быть подключены ещё на заводе.

Дистанционное управление БПЛА, Ресивер

Расположение кнопки связи технологии ресивера на чистоте 5,8 ГГц расположена под БПЛА.

Почти все последние модели дронов работают на частоте 2,4 или 5,8 ГГц.

Расширитель диапазона БПЛА

Это устройство беспроводной связи, которое обычно работает на частоте 2,4 ГГц. Оно используется для расширения диапазона связи между смартфоном или планшетом и дроном в открытой местности.

Дальность передачи может достигать до 700 метров. Каждый расширитель диапазона имеет уникальный MAC-адрес и имя сети (SSID).

Последние модели дронов DJI способны летать на расстояние до 5 миль (8 км).

Многие старые модели или дроны других ведущих производителей не летают так далеко. Однако набирает популярность такой продукт, как расширитель диапазона, который способен увеличить расстояние полета.

Приложение для смартфона с функцией наземной станции

Сегодня многими дронами возможно управлять с пульта дистанционного управления или из приложения для смартфона, которое можно загрузить из Google Play или Apple Store. Приложение предоставляет полный контроль над дроном. Каждый производитель предлагает свое фирменное приложение, среди них Go 4 от DJI.

В последние дроны от DJI, Walkera, Yuneec и многих других производителей встроены камеры, которые могут снимать видео в формате 4k и могут делать 12-мегапиксельные кадры.

Многие из более ранних моделей дронов использовали камеры, которые не были пригодны для съемок с воздуха. Многие из этих аэрофотоснимков имели бочкообразное искажение из-за широкоугольного объектива.

Тем не менее, дроны серии DJI Mavic, DJI Inspire 1, Phantom 3 Professional и Phantom 4, оснащены, 4-к камерой предназначенной для съемки с воздуха.

Inspire 2 используют продюсеры и ведущие рекламные фирмы в Голливуде. Фактически, на Inspire 2 сняты все воздушные и наземные кадры в короткометражном фильме «Сфера». Вы можете узнать больше о дроне № 1 для аеросъемок в потрясающем обзоре DJI Inspire 2.

Дроны с зум-камерами

В 2016, 2017 и 2018 годах на рынок поступил ряд интегрированных подвесов с оптическим и цифровым зумом.

DJI выпустил Zenmuse Z3, который является встроенной камерой для аэросъёмок с зумом, оптимизированной для фотосъёмки. Zenmuse Z3 с 7-кратным зумом, состоящим из 3,5-кратного оптического и 2-кратного цифрового зума без потерь, создаёт эквивалентный диапазон фокусных расстояний от 22 до 77 мм, что делает его идеальным для промышленного применения.

В октябре 2016 года DJI выпустили камеру Zenmuse Z30. Мощная камера Zenmuse Z30 представляет собой встроенную камеру для аэросъёмок, имеет 30-кратный оптический и 6-кратный цифровой зум для увеличения до 180x. Благодаря этим параметрам, камера подходит для промышленного использования, такого как осмотр вышек сотовой связи или ветряных турбин, для более детального осмотра конструкции, проводов, модулей и компонентов, и обнаружения повреждений. Zenmuse совместим с дронами DJI Matrice.

Подвес и регулировка наклона

Практически во всех последних дронах встроен карданные подвесы и камеры. Лидером в технологии воздушных подвесов является DJI в линейке Zenmuse. Вы можете прочитать больше о конструкции карданного подвеса здесь.

Съемка с дронов без карданного подвеса

На CES 2017 компания под названием Ambarella анонсировала чип H22 для камер в дронах. Этот чип позволяет снимать видео в формате 4K HD и включает в себя электронную стабилизацию изображения, устраняя необходимость в подвесе.

Дроны с сенсорами для создания 3D карт и моделей с использованием Sensor Fusion

Лидарные, мультиспектральные и фотограмметрические датчики используются для создания трёхмерных моделей зданий и ландшафтов. Датчики ночного видения для работы при слабом освещении и тепловизионные датчики используются для сканирования зданий и ландшафтов и для оказания помощи в сельском хозяйстве, пожаротушении, поисковых и спасательных операциях. У большинства дронов разные датчики с программным обеспечением, объединяющим полученные данные для лучшего результата. Эта технология известна как сенсорный синтез и работает следующим образом;

Например, мультиспектральные датчики на дронах могут создавать цифровые карты рельефа (DEMS), чтобы предоставлять точные данные о состоянии сельскохозяйственных культур, цветов, фауны, кустарников и деревьев.

В 2016 году на рынке появились дроны с Time-of-Flight (ToF) камерами. Камеры ToF с лидарными датчиками могут использоваться отдельно или с RGB и обычными лидарными датчиками для выполнения целого ряда функций. ToF-камеры могут использоваться для сканирования объектов, навигации в замкнутом пространстве, обхода препятствий, распознавания жестов, отслеживания объектов, измерения объёмов, для измерения высоты, для 3D-съёмки, для игр с дополненной реальностью и т.д.

Time-of-Flight камеры с лидарными датчиками имеют огромное преимущество перед другими технологиями, так как способны измерять расстояния до объектов в пределах зоны за один снимок.

С помощью лидарного и фотограмметрического картографирования дрон запрограммирован на полёты над определённой областью с использованием автономной навигации по GPS. Камера на дроне будет делать фотографии с интервалом 0,5 или 1 сек. Эти фотографии затем соединяются вместе с помощью специализированного программного обеспечения для создания 3D-изображений.

DroneDeploy является одним из лидеров в создании программного обеспечения для 3D картографирования. Их мобильное приложение и карты в реальном времени используются во многих секторах для создания 3D-карт и моделей. У них есть специализированное решение для сельскохозяйственного сектора, и их программное обеспечение работает с большинством новейших дронов.

Захват изображений с высоким разрешением на стабилизированном дроне очень важен. Использование лучшего программного обеспечения фотограмметрии для обработки изображений в реальные карты и модели также важно. Ниже приведены одни из лучших программ для картографирования с использованием дронов:

• DroneDeploy 3D Mapping Solutions

• Pix4D Mapper Фотограмметрия

• AutoDesk ReCap Фотограмметрия

• 3DF Zephyr Фотограмметрия

• Agisoft PhotoScan Фотограмметрия

• PrecisionHawk Precision Mapper / Viewer

• ESRI Drone2Map для ArcGIS

В этой статье вы можете прочитать обзор программного обеспечения для фотограмметрии для 3D-карт.

Комплект против падения

Помогает держать стабилизатор и камеру подключёнными к БПЛА.

Программное обеспечение для редактирования видео

Наличие качественного программного обеспечения для видео имеет важное значение для последующей обработки. Большинство последних моделей дронов снимают в формате Adobe DNG raw, что означает, что вся исходная информация об изображении сохраняется для дальнейшей обработки.

Безопасность и возможность взлома

Дроны напоминают летающие компьютеры с операционной системой, контроллерами полета и основными платы с программируемым кодом. Именно поэтому их также можно взломать. Существуют такие дроны, которые летают в поисках других дронов и взламывают их беспроводную сеть, отключая владельца и захватывая дрон. Однако есть несколько способов, как защитить свой беспилотник от хакеров.

Новейшие инновационные технологические дроны

DJI располагает огромным ассортиментом продуктов на рынке потребительских и профессиональных БПЛА. Ниже приведён список новейших дронов с запатентованными технологиями:

Умные системы полета

Все эти новейшие дроны оснащены умными контроллерами полета и работают в таких режимах: Follow Me, Active Tracking, Waypoints, Return To Home и т.д. Phantom 4 Pro от DJI оснащен умными режимами полета с наивысшим уровнем автономности, по сравнению с другими дронами. Phantom 4 Pro имеет следующие умные режимы полета;

• Наблюдаемая цель (профиль, прожектор, круг)

• Режим отслеживания местности

Дроны можно применять как угодно. Если вы устанавливаете камеру или датчики, такие как LiDAR, Thermal, ToF, Multispectral и многие другие, диапазон применения дронов расширяется. Здесь вы найдете список применения дронов.

Существует немало потрясающих дронов, наборов, а также онлайн-материалов, с помощью которых можно научиться собирать и программировать их. Есть много языков программирования дронов, которые очень легко выучить, такие как Scratch, Swift, Blockly и Tynker. Вы также можете программировать дроны, используя текстовые языки, такие как Python и JavaScript. Существует множество приложений, с помощью которых можно настраивать те или иные компоненты дронов, такие как калибровка IMU и вращение двигателей. Многие из этих образовательных дронов продаются по разумной цене и оснащены всем необходимым для сбора и программирования БПЛА. Здесь вы сможете узнать всю информацию о лучших образовательных дронах.

Лучшие видео о технологии БПЛА

Ниже я прикрепил 2 видео, в которых подробно рассказывается о технологии БПЛА. Первое видео от ведущего учёного-исследователя БПЛА Раффаэлло Д’Андреа, который потрясающе рассказывает о программном обеспечении технологии БПЛА с научной точки зрения. Он говорит об алгоритмах, теории управления и проектировании на основе моделей.

Лично я интересуюсь использованием технологий БПЛА в повседневной жизни в работе различных предприятий, профессионалов и любителей. Еще несколько лет назад большая часть технологий военных БПЛА перешла на потребительский и бизнес рынок.

В последние несколько лет мы наблюдаем огромные инвестиции в БПЛА, особенно в сфере бизнеса и потребительских БПЛА. За последние время технология БПЛА действительно стремительно развивалась.

Источник