Pull to refresh

С камерой в облака. Часть 1

DIY


Многие из нас размышляли об установке камеры на летательный аппарат. Вот я и прошел этот путь. Углубившись в тонкости видеополетов от первого лица (FPV), делюсь полученными знаниями с теми, кто тоже хочет испытать новые ощущения.

Пост состоит из 2 частей. В первой — ответы на основные вопросы. Их легко найти в интернете по-отдельности, но сложно вместе: дальность полета (чем ограничивается и какая максимальная), качество картинки, грузоподъемность, стоимость и сроки (от выделения бюджета до первого полета).

Вторая часть (сейчас в процессе) — о сборе конкретной системы со всеми тонкостями, какие мне только удалось найти и испробовать. Что именно и где купить, как расположить на модели, зачем и что экранировать, где требуются ферритовые кольца, а где виброгасители.

Ну что же, перейдем сразу к делу.


Дальность полетов

Как оказалось, дальность управляемого полета с трансляцией видеосигнала может достигать десятков километров для планеров (ниже видео полета на 80 км. для терпеливых)



и 3-7 км для вертолетов и мультикоптеров (быстрее расходуется батарея). То есть даже на небольшом коптере можно запросто улететь в облака (красивое видео для всех).



И все же надо представлять реальные ограничения:

  • Дальность передачи видеосигнала сильно зависит от количества помех в зоне полета. В центре города помех значительно больше, чем где-нибудь в поле. Поэтому дальние полеты лучше совершать за городом, что, разумеется, менее интересно. Если поблизости есть высоковольтные линии, аэродромы, космические станции и прочие источники сигнала, это может существенно сократить дистанцию уверенного приема видео.
  • Разные системы передачи сигнала имеют различную способность огибать препятствия (подробно об этом во 2-й части), но надо понимать, что залететь к кому-нибудь в окно и полетать по квартире не выйдет — потеряете сигнал наверняка. За гору или пролесок тоже не вариант. Реальные полеты, как правило, проходят в зоне прямой видимости модели, пусть и на значительных расстояниях. Этому лучше всего способствуют поля.
  • По-сути, дальность ограничивается лишь емкостью батареи, но для реализации всего потенциала современных технологий необходима наземная станция, которую нужно вытащить из автомобиля и стационарно разместить на поверхности. То есть, как в разных рекламах, летать более чем на 500 метров с планшетом в руках не получится. Причем с радиоуправлением проблем нет, хороший пульт безо всяких его улучшений работает на расстоянии до 3 км, а вот с видео все не так сладко. Передача данных по Wi-Fi или через сотовые сети для FPV, на мой взгляд, тоже не годится. Слишком большие задержки и риски потери сигнала превращают модель в нечто опасное как для окружающих, так и для бюджета пилота.
  • Моделью довольно сложно управлять по камере, так что сразу вы не полетите уверенно. Нужны недели тренировок в безопасной зоне, прежде чем вы сможете приблизиться к живым или ценным объектам. Я бы рекомендовал сначала полетать на хорошем офисном микровертолете, научиться делать хотя бы круг и восьмерку. Цена вопроса от 2 тыс. рублей, а сэкономить можно значительно больше. Во 2-й части дам ссылки на конкретные модели. Основные сложности, с которыми сталкиваются начинающие FPV-пилоты — это контроль высоты полета и ориентация в пространстве относительно места старта. Есть системы, выводящие эту информацию на экран, но данные могут запаздывать или быть неточными. Так что тренировки просто необходимы.
  • Летать с камерой придется на довольно большой (от 40 см.) и увесистой (от 1 кг.) модели, так как микрокласс не устойчив к ветру, а полеты в помещении не подходят для получения настоящего удовольствия. Значительный вес аппарата сопряжен с определенной ответственностью. Это надо понимать тоже. Тем более, что любое воздушное судно может упасть (сгоревший регулятор оборотов, мотор, электроника), а скорость порой достигает 100 км/ч., что делает полеты в городе крайне опасными. Полеты над людьми считаются неприемлемыми.
  • Так или иначе вы будете зависеть от погоды. В холод быстрее разряжаются аккумуляторы, крайне некомфортно готовить полет и управлять моделью. В ветер летать в принципе можно, но управление становится неестественным и “нет в этом кайфа”. После захода солнца с хорошей камерой летать тоже можно, но удовольствия опять-таки никакого. В дождь летать не принято, так как это увеличивает риск выхода из строя электроники. Хотя, конечно, зависит от вас и от выбранной зоны полетов.

Несмотря на все ограничения, профессионалы позволяют себе летать везде. Вот, например, Лондон.



Очевидно, что для максимально продолжительного полета нужна оптимальная батарея. По этой теме нашел одну интересную статью. Здесь утверждается, что вес батареи должен составлять 87% от веса модели без батареи. Это позволяет реализовать 83% всего потенциала полетного времени модели, используя лишь 61% от максимального ее веса.

Качество картинки

Летать можно 2-мя способами. С помощью монитора или в очках.



У меня сейчас мониторчик около 5 дюймов, закрепленный прямо на пульте. Для тестовых полетов этого хватает. Реальное погружение достигается с помощью видеоочков, так что их характеристики важнее, тем более что выбор монитора зависит скорее от фантазии пилота. Если не брать hi-end, то современный рабочий вариант очков имеет разрешение 800x600, чего более чем достаточно. Конкретные модели очков разберем во 2 части.

С камерами сложнее. После некоторых исследований (описание во второй части) и выслушивания потоков противоречивой информации (одни будут уверять вас, что нужна отдельная курсовая камера, другие, что это не так), я все же понял, что для полетов нужна отдельная курсовая аналоговая камера. Такие продаются с CMOS, CCD и PIXIM-матрицами.



Внутри типов различаются по количеству линий телевизионной развертки (TVL). Видел в продаже от 490 до 700. По габаритам есть отличия в платах (32x32 мм. — наиболее подходящие, 38x38 и 42x42). В итоге мой выбор пал на лучшую, на мой взгляд, камеру с PIXIM-матрицей. Разрешение 690 на 460 (690 HTVL, 490 VTVL). Настраивает экспозицию для каждого пикселя отдельно (что-то наподобие HDR в фотографии, только для видео), так что и солнце видно, и траву в этот момент можно различить. В темноте сама переключается в ночной режим. Спокойно переносит любые вибрации, никаких эффектов типа “Желе” не обнаружено.



Правда, на уровне ощущений, даже на отличной камере детализация низковата. Атмосферу не чувствуешь, и какие-то шумы присутствуют. То есть функционально камера отрабатывает на 100%, а эмоционально — это, конечно, не кино. Насладиться красотой пейзажей можно потом, в записи со второй цифровой HD-камеры, а не в процессе полета.

Кстати, помех оказалось меньше, чем ожидал. Иногда что-то может промелькнуть, но в зоне уверенного приема все более чем стабильно. Видео ниже наглядно показывает характер помех и их, я бы сказал, максимальную частоту.



Конечно, блики на экране позволяют получить информацию только о помехах, а не о качестве картинки, но ничего лучше не нашел — уж слишком остальные ролики, без бликов, разбавлены однотипными и продолжительными вступлениями.

Грузоподъемность

Этот вопрос волнует многих начинающих, но совершенно не волнует посвященных. Любая устойчивая модель сама весит от 1 кг и может спокойно поднять в воздух все, что необходимо в полете. Для перевозки тяжелых грузов, обычно, модели не собирают, так как затея того просто не стоит. Для любой профессиональной задачи давно придуман какой-то более рациональный вариант. Вот видео, где мультикоптер с лучами всего по 35 см. поднимает более 20 кг (подъем на 3 минуте).



Существуют специальные калькуляторы, позволяющие рассчитать модель под нужные параметры. Например, вот этот. Здесь нюансы его использования.



Любая модель потребует приемника и передатчика радиоуправления (RX/TX), и приемника и передатчика видео (vRX/vTX). Комплекты радиоуправления можно рассматривать от 10 тысяч, где-то. Видеосистема от 5. Добавим бюджетную камеру и дешевый монитор, это еще 5. В итоге от 20000 рублей — аппаратура, плюс сама модель и все что к ней от 10. Как я ни пытался разумно экономить — квадрокоптер для FPV вышел под 70 тысяч, увы.

С другой стороны, коптер — это не смартфон. Меня заверили, что собранная модель не дешевеет. Всегда можно продать. Но лучше все же мысленно прощаться с тем, что ты на километры запускаешь в воздух.

Как понял, самое дешевое — это собрать планер (от 8000 руб.). Самое дорогое – октокоптер с подвесом под зеркальную камеру (под 250000 все в сборе). Во второй части, при разборе конкретного оборудования, приведу стоимость комплектующих и расскажу, почему и что может быть лучше купить.

Время на сборку

Конечно, самый простой вариант — купить готовую модель. При этом вы заплатите наценку на каждую деталь отдельно, плюс за сборку от 5 до 25 тыс. в среднем, и прождете ее неделю-две. Может, вам повезет, и вы купите модель после кого-то без наценок и сразу. Правда, не факт, что это будет именно то, что вам нужно. Я же решил подойти к вопросу более осознанно и сконфигурировать все по-отдельности, но покупая у нас в магазинах для экономии времени в ущерб экономии денег. Вышло около недели или двух вместе с отладкой. Если заказывать все из Китая-Тайваня-Америки, то прибавляем еще недели 3 на доставку, но выйдет дешевле процентов на 20-30.

Также скажу, что Москве еще есть комплектующие, а в Питере, например, все уже сложнее. Приходится ориентироваться на наличие, а не на желания, и ездить в весьма удаленные районы. В других регионах не знаю, но думаю — интернет остается единственным разумным вариантом.

Прибавьте ко времени еще и полеты на тренировочном микроклассе или симуляторе. Еще неделю, может.



Итак, первая часть подходит к концу. Если вы не остыли и желаете дальнейшего погружения в мир FPV, предлагаю вашему вниманию вторую часть, в которой будут освещены следующие вопросы:

  • Выбор модели: самолет, вертолет или мультикоптер?
  • Тренировки. Вырабатывание летных навыков.
  • Выбор конкретной конструкции и размера
  • Подбор пульта управления и приемника его сигналов
  • Полетный контроллер и автопилот. Что подходит для FPV.
  • Механическая часть (винты, моторы и т.п.)
  • Аккумуляторы и зарядка
  • Видео. Количество и тип видеокамер.
  • Видео. Подвесы и кронштейны для камер.
  • Видео. Передатчик и приемник.
  • Видео. Очки и мониторы.
  • Полетная информация прямо на экране. Телеметрия. OSD.
  • Монтаж. Термоусадка, фильтры, экранирование и ферритовые кольца.


Надеюсь, было интересно. Ссылка на вторую часть ниже. Вот еще одно видео на прощание)



Вторая часть
Tags:fpvрадиоуправлениевертолетысамолетымультикоптерыкоптерыдроиды
Hubs: DIY
Total votes 161: ↑156 and ↓5 +151
Views127.2K
Frontend-разработчик с нуля
May 11, 202177,940 ₽Нетология
PR-менеджер
May 11, 202163,900 ₽Нетология
Специализация Data Science
May 12, 2021114,000 ₽SkillFactory
Профессия Project Manager
May 13, 2021112,000 ₽Нетология

Top of the last 24 hours