дроны что это такое фото
Как все начиналось: история летающих дронов
Дроны — беспилотные летательные аппараты, которыми либо удаленно управляет оператор, либо они двигаются по заранее заданному маршруту. Сейчас эти устройства находятся на пике популярности. Удивляться не приходится, ведь их можно использовать для развлечения, фото- и видеосъемки (в том числе и профессиональных), военной разведки и ведения наблюдения за промышленными системами.
Дроны вовсе не новинка 21 века. Первые прототипы появились даже не в 20-м, а в 19-м веке, когда «цифра» еще не существовала. Что собой представляли предки современных беспилотников и что они умеют сейчас?
Начало всего
Если говорить о дроне как об устройстве, которое управляется удаленно, то первым идею представил Никола Тесла. Ученый не просто теоретизировал, а зарегистрировал патент, в котором говорилось о транспортном средстве, управляемом при помощи радиоволн. Тесла разработал концепцию боевых дронов, которые, как он считал, смогут усмирить воинственный дух наций и прекратить войны благодаря угрозе применения «безошибочной и неограниченной разрушительной силы».
Демонстрацию первого в мире радиоуправляемого дрона он провел в 1898 году, в пруду Мэдисон-сквер-гарден. Большинство идей, предложенных Тесла, получили дальнейшее развитие и привели к появлению дронов в их современном обличии.
Tesla wrote in his drone patent that unmanned vehicles would bring world peace through mutually assured destruction. pic.twitter.com/3a9Vra5iNS
Эволюция идеи
Одним из первых таких дронов стал «Автоматический аэроплан Хьюитта-Сперри», созданный в 1917 году. Правда, он не имел радиоуправления, для полета по заданному курсу его создатели настраивали гироскопы (на борту их было два). О том, как все это работало, информации практически не сохранилось. Но зато есть фотография автоматического аэроплана.
Первым боевым дроном стала «воздушная торпеда Кеттеринга», разработанная во время Первой мировой войны.
Говоря о дронах, не стоит забывать о квадрокоптерах, которые тоже далеко не новинка. Первые прототипы (правда, пилотируемые) были разработаны еще в 20-х годах прошлого века. Над созданием устройств такого типа работали сразу два человека. Первый — это конструктор Георгий Ботезат, живший в США и французский инженер Этьен Эмишен. Идея создания аппарата с четырьмя противопоставленными пропеллерами витала в воздухе, так что в том, что над ней независимо работало сразу два человека, нет ничего удивительного.
Коптеры того времени смогли поучаствовать лишь в тестовых полетах без дальнейшей практической реализации. Как оказалось, системы имеют три главных недостатка:
очень сложная трансмиссия, которая должна передавать крутящий момент с двигателя сразу на все роторы. Она работала, но часто ломалась.
Аппараты никак не были стабилизированы в воздухе, поэтому малейшее дуновение ветерка могло вывести летательный аппарат из строя.
Слишком большое число пропеллеров (Эмишен предложил восемь), плюс недостаточная маневренность. Так, коптер Георгия Ботезата мог более-менее нормально передвигаться только при наличии ветра определенного направления и силы.
В 30-х годах прошлого века серийно производился дрон DH.82B Queen Bee. Он представлял собой биплан, разработанный на основе двух летательных аппаратов — DH.60 Moth и DH.82 Tiger Moth. В качестве управляющей аппаратуры служил передатчик на вакуумных электронных лампах и электромеханических реле. Этот дрон был военным, но использовался не в боях, а в учениях — летчики отрабатывали на них приемы воздушного боя.
Немецкие самолеты-снаряды вроде «Фау-1» тоже являются дронами, их относительная успешность дала толчок развития не только ракетной техники, но и автономных летательных аппаратов.
Далее дроны применялись, в основном, военными. Среди прочих моделей стоит указать самолет-разведчик Ryan Model 147E, разработанный в США и применявшийся во Вьетнаме, советские дроны Ту-123, Ту-141 и Ту-143. Все это — крупногабаритные летательные аппараты, размеры которых примерно такие же, как и у самолетов с сопоставимой функциональностью.
Самолет-разведчик Tу-143
В 1982 году вступили в дело радиоуправляемые дроны, разработанные израильтянами. Они использовались в ходе Ливанской войны. Чаще всего применялись IAI Scout и Tadiran Mastiff. Их разработали «с нуля», это уже не были переделанные под автономный полет самолеты. Размах их крыльев составлял не более пяти метров, а вес — около 100 кг. Снизить размеры беспилотников удалось благодаря появлению и развитию полупроводниковой электроники, что привело к миниатюризации как бытовой, так и военной техники.
Примерно со второй половины 20 века активно стало развиваться и такое направление, как бытовые радиоуправляемые дроны. Изначально это были сплошь DIY-модели, которые представляли собой имитацию самолетов. Но затем бизнес, видя востребованность радиоуправляемых летательных аппаратов, взял инициативу в свои руки.
Появление современных невоенных дронов
Специалисты считают, что эпоха современных невоенных дронов началась в 2006 году. Именно в этом году Федеральная авиационная администрация США одобрила полеты небольших пользовательских беспилотников. Распространение получили все же не бытовые дроны для развлечения, а летательные аппараты для научных задач и промышленности.
Так, правительственные организации отслеживали при помощи таких систем распространение пожаров, изучали ситуацию в эпицентре катастроф (землетрясения, наводнения и т.п.). Коммерческие компании изучали состояние нефтепроводов, посевов и морских угодий (наблюдение за перемещениями косяков рыбы). Использовались (и используются) дроны на стройке, в геодезии и других сферах.
С течением времени все большую популярность стали получать пользовательские дроны, которые служат развлечением для любителей полетов. С самого начала рынок радиоуправляемых дронов разделился на два направления:
После того, как в дронах появились камеры, передающие видеопоток прямо в телефон, видео-очки или ноутбук, популярность персональных БПЛА взлетела до небес. На Хабре опубликована масса материалов о персональных дронах — самых разных моделях.
Этика и безопасность как часть истории
Появление камер и персональных дронов, которые способны отдаляться от оператора на многие километры, подняло ряд вопросов об этической стороне работы с «домашними» БПЛА. Ведь любой желающий теперь мог заглянуть в окно соседа, или окно соседней компании, направляя аудио- и видеопоток прямо на свой телефон или компьютер. Стало известно о большом количестве злоупотреблений, когда владельцы дронов снимали происходящее в частных домах, офисах коммерческих и правительственных организаций.
Дроны падали на головы зрителям на спортивных стадионах, создавали угрозу пассажирским самолетам и промышленным объектам. Дрон — практически идеальный инструмент для любителя подглядывать, шпиона (коммерческого или государственного), анархиста и т.п.
В итоге во многих странах законодатели стали спешно принимать новые законы, регулирующие продажи и эксплуатацию дронов. В каждой стране свои законы, но в большинстве случаев владельцам дронов запрещается снимать людей без явного их согласия, БПЛА нельзя использовать рядом с аэропортами, вокзалами, объектами военного и промышленного значения. В большинстве случаев дрон не может взлететь на высоту более 150 метров, производители устанавливают ограничения как на расстояния, преодолеваемые дроном, так и на максимальную скорость.
В России получение разрешение на съемку с мультикоптера обязательно. При нарушении правила на виновника может быть наложен штраф в размере 3–50 тыс. рублей. Да и для получения разрешения на полеты необходимо получать разрешение. Для этого требуется:
Что дальше?
Будущее дронов не ограничено лишь персональными моделями. После того, как стали популярны мультикоптеры, их возможности активно изучаются бизнесом:
Доставку грузов при помощи дронов опробовала компания DHL еще в 2013 году, сейчас эта практика постепенно получает все более широкое распространение.
Не отстает от DHL и Amazon — в том же 2013 году компания анонсировала сервис Prime Air (он работает в ограниченном количестве регионов), который позиционируется как самый быстрый способ доставки покупок. С его помощью покупки доставляются в течении получаса, это минимум в четыре раза быстрее самого быстрого наземного сервиса Amazon Prime Now.
В России в свое время тестировали сервис доставки грузов коптерами Коптер-Экспресс. 21 июня 2014 года «Додо Пицца» в рекламных целях начала доставлять пиццу дронами, причем доставили всего шесть коробок. После этого чиновники решили оштрафовать создателя компании, поставляющей дроны на 50 тысяч рублей. Но хотя штраф потом отменили, доставка грузов дронами в РФ особого распространения не получила.
Доставляют (вернее, планируют доставлять) при помощи дронов и людей. Так, некоторые компании, включая Uber и Lyft, разрабатывают аэротакси. Аналогичные работы ведут и другие компании, включая стартап из Саудовской Аравии.
Технологии ИИ постепенно развиваются, а емкости батарей растут, поэтому нет сомнений, что дроны станут умнее, маневреннее и функциональнее. Они станут неотъемлемой частью многих сфер нашей жизни: работы и учебы, включая транспорт, исследования, доставку грузов и все прочее, о чем я говорил выше.
Квадрокоптеры для съемок — какой лучше выбрать
Содержание
Содержание
Летающие камеры на четырех пропеллерах используются в строительстве, сельском хозяйстве, во время съемок кино и еще в десятке различных областей. Подробнее о сферах применения дронов написано здесь. В этой статье мы рассмотрим форм-факторы квадрокоптеров, что влияет на качество съемки, какую роль играют дополнительные сенсоры. Познакомимся с мобильным приложением, правилами полетов на территории России.
Формат и размер квадрокоптера
Все летательные аппараты можно разделить на два формата: складывающиеся и полноразмерные. Складывающиеся модели помещаются в карман или небольшую сумку, — самая популярная модель такого формата DJI Mavic Air 2. Для тех, кто ищет устройство попроще и дешевле, подойдет DJI Mavic mini 2. Возможность этих моделей сложиться в три погибели никак не влияет на прочность или качество съемки. Их покупают тревел-блогеры, начинающее видеооператоры, клипмейкеры.
Все квадрокоптеры делятся на компактные, спортивные и профессиональные.
Компактные подходят для обучения и заменяют палку для селфи, стоят недорого, летают близко. Особенности: управление жестами. Пример: Syma X25 Pro, Syma W1Pro.
Спортивные агрегаты отличаются от собратьев хорошей маневренностью и ярким боевым раскрасом. Их основная задачи — гонки. Они тяжелее и больше летающих селфи-палок, оснащаются дополнительной защитой для лопастей и большим количеством датчиков. Бывают модели, предназначенные для полета в помещениях и на природе. У «природных» более емкие аккумуляторы. Пропеллеры можно отстегнуть и заменить на крутилки большего/меньшего размера. Особенности: подключение шлемов и пультов управления с множеством настроек. Пример: DJI FPV Combo.
Профессиональные квадрокоптеры самые большие, у них мощные батареи, есть дополнительная система стабилизации для плавной съемки, камеры с высоким разрешением. Большие размеры аппарата помогает ему успешно сопротивляться ветру и зависать в строго фиксированной точке. Пример: JJRC X9PS, DJI Mavic Air 2.
Качество съемки квадрокоптера
Компактные модели снимают на уровне Full HD или 2К. Основное их предназначение — сделать красивую фотографию для Инстаграм. Во время полета изображение нечеткое и распадается на пиксели.
В режиме «зависания на точке» миниатюрный аппарат может сделать несколько потрясающий селфи.
Спортивные дроны оснащаются съемочным оборудованием среднего качества. Они не предназначены для красивой съемки объектов и природы, их основная задача — передать картинку оператору для точного позиционирования во время полета.
Полупрофессиональные и профессиональные модели поставляются с системами стабилизации и цветовыми фильтрами для камер. Характеризуются качественным видеооборудованием с разрешением 2, 4 и 8К. На всех квадрокоптерах этого типа камеры съемные. Можно поставить качественные видоискатели, чтобы получить красивые кадры или дешевые, для тренировочных полетов.
Системы стабилизации — подвесы, бывают двух- и трехосевыми. Двухосевые подвесы «ходят» крестиком — вперед, назад, вправо, влево. Система стабилизации с тремя осями корректирует положение камеры по вертикали.
Привод подвеса может быть механическим и цифровым, второй вариант позволяет более плавно передвигать камеру и получать качественные кадры без рывков. Но может подвести из-за программной ошибки или обрыва связи, попросту заглючив в неподходящий момент.
Во время полета съемочное оборудование сильно трясет, — скорость коптера может достигать 140 км/ч. Без хорошего подвеса даже самая лучшая камера будет показывать беспорядочное мельтешение.
Датчики и интеллектуальное управление квадрокоптера
От количества датчиков позиционирования зависит качество съемки и возможность поймать красивый ракурс. К традиционному набору (акселерометр, барометр, гироскоп и GPS) в продвинутых моделях добавляются внешние сенсоры. С их помощью программное обеспечение определяет и обходит препятствия, направляет дрон вслед за указанным объектом. Одновременно управлять коптером и следить за кадром — сложно, поэтому в профессиональных моделях есть автопилот с несколькими программами.
Positioning — режим штатива, он же камера-мод, GPS, Opti или синематик. Предназначен для зависания на одном месте или плавного облета. Если дрон потеряет GPS-сигнал, автоматически подключатся Opti-сенсоры, и аппарат полетит по указанному маршруту или вернется на базу, облетая препятствия.
Point to Point — полет от точки к точке.
Point of Interest — облет достопримечательности по заданном радиусу.
Follow me — слежение за объектом.
Автоматика лучше справляется с задачей управления воздушным транспортом, чем неопытный пилот, но не позволяет нарушать протоколы безопасности — то есть, делать головокружительные трюки, которые так любят зрители. Для тех, кто уже прокачал свои навыки пилотирования, есть несколько интересных режимов.
Acro (Manual) — дрон-камикадзе готов выполнять любую прихоть пилота, системы безопасности дрона отключены.
Sports — позволяет наклоняться под опасным углом и развивать максимальную скорость до 140 км/ч.
Attitude Mode — встречается не во всех моделях, из всех датчиков включенным остается только барометр. Позволяет оператору делать различные трюки в горизонтальной плоскости, пока электроника следит за высотой.
Все указанные режимы переключаются на пульте управления или на смартфоне/планшете в меню настроек.
Мобильное приложение для квадрокоптера
Профессиональные пульты управления оснащены системой крепления для телефона или небольшого планшета. «Рулить» дроном легче механическими джойстиками, настраивать режимы — с помощью сенсорного экрана.
Мобильное приложение полностью заменяет пульт управления и позволяет задавать:
В приложении отображается заряд батареи, уровень GPS-сигнала, положение аппарата в воздухе, карта маршрута, показания барометра, акселерометра и других датчиков. Экран постоянно выдает важные для оператора сообщения о потери сигнала, помехах, низком заряде аккумуляторов. Проигнорировавший сообщения рискует утопить устройство или разбить его оземь.
Без мобильного устройства не обойтись — оно показывает, куда летит аппарат, позволяет построить маршрут, включить или отключить датчики, помогает выявить запретные зоны для полета.
Где и почему запрещена съемка с квадрокоптера
Съемка запрещена в зонах размещения стратегических объектов, военных баз и полигонов, тюрем, в охраняемых зонах. Полный список можно посмотреть на карте Google по ссылке. Некоторые производители коптеров поставляют со своей продукцией мобильные приложения, демонстрирующие запрещенные зоны и выдающие предупреждение на экране смартфона. Информация привязана к локации и всегда актуальна для большинства стран. Дело в том, что свободная для полетов зона вчера сегодня может стать запретной. В случае нарушения оператор понесет наказание в виде штрафа, а нарушитель границ будет изъят и утилизирован.
Скоростных ограничений нет, зато у властей есть претензии к массе дрона.
Без разрешения на территории РФ нельзя летать аппаратам весом более 250 грамм. Для получения лицензии на полеты необходимо подать заявление по форме и дождаться разрешения в течение 10 дней.
Правила для запуска дронов массой до 30 кг: запуск над землей или водой в светлое время суток в зоне прямой видимости оператора, высота не более 150 метров.
Если по какой-то причине съемку нельзя провести в рамках указанных правил, необходимо согласование, — письменная заявка с описанием маршрута или звонок в центр управления полетами. Разрешение, как правило, выдается без проблем. Подробнее о правилах сертификации, разрешенных зонах в России и других странах читайте в этой статье.
Если нет желания связывать с органами контроля, лучшим решением станет покупка квадрокоптера массой до 250 грамм.
Компактные модели подойдут тем, кто привык путешествовать налегке, — для полноразмерных коптеров понадобится небольшой чемоданчик.
Съемка: подобрав правильный ракурс, сделать качественную фотографию можно даже с помощью бюджетного оборудования. Если базовая камера не устроит, ее можно заменить на более качественную, — необходимо подбирать камеру аналогичную по весу и системе крепления. Без подвесов снимать видео можно только для себя, — никто больше не будет смотреть ролики такого качества. Для создания профессиональных роликов подходит только трехосевася система стабилизации, двухосевая морально устарела, единственно ее преимущество, — она стоит дешевле.
Свое первое знакомство с коптерами лучше начать с недорогой или особо прочной модели, к которой можно найти запасные части. В первую очередь из строя выходят пропеллеры, — они легко меняются. Новичкам рекомендуется использовать режим Beginner Mode. О том, как его активировать и зачем он нужен, рассказано в этом видеоролике:
Что такое дрон и на что он способен?
Всем привет! Многие думают, что высокие технологии, роботы и летающее такси существуют лишь на экране кинотеатра. На самом деле фантастическое будущее уже на пороге. А в доказательство, я расскажу о том, что уже вовсю используется в нашей повседневной жизни. Итак, что такое дрон, для чего он нужен и как он вписался в нашу жизнь.
Летающий робот
Дрон летает и плавает, он устойчив к атмосферным воздействиям и обладает массой достоинств, что позволяет рассматривать такой аппарат, как средство, упрощающее жизнь и помогающее в получении определенной информации. Хотя, справедливости ради, стоит отметить, что и недостатки он тоже имеет, но об этом ниже. Вообще, изначально эта техника предназначалась для военных целей, но сейчас ее используют в разных сферах, более того, обладателем такого аппарата может стать простой смертный, вроде нас с вами.
История создания
Сейчас дроны уже не считаются экзотикой, для кого-то это даже не роскошь, а что-то вроде игрушки. Не знаю, задумывались ли вы, кому в голову пришла идея разработки такой штуки, но лично я заинтересовался. Выяснилось, что над созданием прадедушки современного квадрокоптера корпел еще Никола Тесла. Правда, это был не летающий, а плавающий объект. Если уж совсем откровенно, это была лодка, но не простая, а первая в истории, которой можно было управлять дистанционно.
А в 1935 году появился первый беспилотный самолет. И «дроном» его окрестили еще в те времена, в шутку. Шум, исходящий от коптера, ассоциировался у изобретателей со звуком, который издает летающий шмель. На русский переводить название аппарата не стали, так он и остался дроном на всех языках.
Виды беспилотников
Коптеры сложно поддаются классификации, условно их можно разделить на следующие категории:
Пожалуй, можно выделить еще один вид — любительский. Те, кто дружит с физикой, наверное, задумываются, как сделать летающий дрон самостоятельно? Для вас отличная новость – уже придуманы готовые комплекты для сборки коптеров.
Что могут дроны
Как я уже говорил, удобство беспилотников оценили деятели разных областей. Например, такие компании, как Amazon, DHL, Zookal и Domino взяли коммерческие дроны «в штат»– коптер-курьер развозит книги, посылки и даже пиво и пиццу! И если в вышеперечисленных случаях устройства применяются в маркетинговых целях и воспринимаются, как экзотическое ноу-хау, то некоторые организации решили использовать БПЛА с еще большей пользой.
Например, компания Matternet намерена отправлять с квадрокоптерами медикаменты и предметы первой необходимости в глубинку, где запросто приобрести такие вещи невозможно. Только представьте, насколько это полезное устройство!
Фермеры тоже нашли применение дронам. Сельскохозяйственные беспилотники распыляют удобрения и помогают в борьбе с вредными насекомыми. Кроме того, есть квадрокоптеры, оснащенные тепловизором, такие аппараты вовремя помогают выявить больное животное в стаде.
А несколько месяцев назад распространилась новость про украинский дрон. На сегодняшний день – это один из мощнейших сельскохозяйственных беспилотников, которые за час могут осмотреть 100 га поля, подсчитать количество высаженных зерен, просканировать почву и контролируют урожайность в течение всего сезона.
Еще немного о возможностях квадрокоптеров
Вам, наверняка, попадались фотографии, например, со свадебных торжеств, снятые сверху. Такие кадры – заслуга гражданских квадрокоптеров. Счастливыми обладателями таких аппаратов, чаще всего являются продвинутые фотографы и журналисты: не смогли сами попасть на место съемки – пустили летающую видеокамеру-дрон, вот им и материал на голубом блюдечке с золотой каемочкой.
Кстати, некоторым программам, которые существенно облегчают нам жизнь, например, приложению, определяющее загруженность автодорог, информацию на хвосте приносят именно дроны.
Плавающий дрон – это находка для любителей плавания и дайвинга. Вот одно из преимуществ таких устройств: их собираются использовать для отслеживания акул у берегов Австралии, что, в среднем, на 60% уменьшит случаи нападения хищников на людей.
А китайцы пошли еще дальше – в 2016 году они изобрели дрон, на котором можно летать! Представляете: решили вы с окраины мегаполиса съездить за покупками в центр, на улицах километровые пробки, а на пятки наступает дедлайн проекта? Вызвал себе аэротакси, указал на карте нужное место, и продолжай себе потеть над презентацией в ноуте. Правда, использование летающего дрона для человека обойдется в копеечку, да и проблему парковки никто не отменял.
Ну, а если серьезно, за дронами будущее. Метеорологи, например, вообще считают, что скоро БПЛА займут места синоптиков, да и многие другие профессии канут в лету благодаря такому изобретению.
На какое расстояние летают дроны зависит от типа устройства. Максимум любительских беспилотников – в среднем 100-300 метров. Более серьезные могут спокойно преодолеть около 5 километров. Самые долго летающие дроны дотягивают до 7 километров.
Возможности дронов не безграничны. Одна из ключевых проблем – источник энергии. Над увеличением продолжительности жизни батареи работают многие разработчики, но пока о существенных результатах говорить не приходится.
Ну, и, как любая компьютерная техника, квадрокоптеры могут «заболеть». К примеру, недавно стало известно, что некоторые боевые дроны США оказались зараженными. Правда, пока неизвестно, с какой целью и кто активировал вирусы.
Безопасность дронов и людей
Ну, а теперь о грустном. Печально, что работа умелого хакера может нарушить безопасность дрона. Его могут не только заразить, но и попросту угнать.
Но, как известно, своя рубашка ближе к телу, и лично я, руководствуясь этим принципом, задаюсь вопросом своей собственной безопасности.
Коптеры не всегда попадают в руки людей разумных и уважающих право частной собственности. Когда дроны стали вполне доступной игрушкой, в сети стали появляться видео, демонстрирующие, кто во что горазд.
Вспомним, хотя бы знаменитый ролик, с беспилотником, к которому была прикреплена бензопила. Это, конечно, очень изобретательно, но идею стали совершенствовать подростки, которые вряд ли смогут дать гарантию, что дрон не выйдет из строя именно над вашим участком.
Кроме того, БПЛА – расширяет возможности шпионажа, и у объекта, представляющего для кого-то интерес, вряд ли попросят на это разрешение в письменной форме. Например, есть у вас любопытный сосед, которого интересует ваша личная жизнь. Сделав запрос, вроде «дрон в Иркутске», он через пару часов получит игрушку, с помощью которой может стать свидетелем сцен или разговоров, не предназначенных для его ушей.
В начале 2017 года в Сан-Франциско прошла конференция, посвященная этой теме, участники которой сошлись во мнении, что регулирование в отрасли дроноиндустрии пока еще далеко от совершенства. И даже если опустить моральную сторону вопроса, это тревожит, потому что количество инцидентов с участием коптеров растет с каждым годом. Тот факт, что не все из них кончаются трагически для людей, можно смело назвать чистым везением.
Известны случаи, когда беспилотники повреждали крылья самолета. Некоторые страны решили обезопасить авиапассажиров попросту сбивая все дроны, попадающие на территорию аэропортов.
Но не все так глобально решают эту проблему. Во всех странах действуют свои законы и правила регистрации дронов (об этом скоро напишу подробнее). Например, в России просто так дрон в воздух уже не запустишь. Теперь для этого нужно отправить интернет-заявку, уплатить госпошлину, получить разрешение.Таким образом государственные органы могут отслеживать передвижение коптеров по всей стране для того, чтобы обезопасить сограждан.
С надеждой на то, что специалисты в скором будущем смогут обеспечить нам полную безопасность, на этом с вами прощаюсь. Подписывайтесь на обновления, и не забывайте делиться с друзьями!