квадрокоптер что это такое фото
Что такое квадрокоптер, зачем нужен, цены, производители, кто изобрел.
Квадрокоптер (quadrocopter, коптер) – это дистанционно управляемый летательный аппарат, силовая часть которого представлена четырьмя моторами и таким же количеством пропеллеров. Роторы одной пары движков вращаются по часовой стрелке, два других – в противоположную сторону. Полет подобных машин невозможен без эффективной системы стабилизации, управляемой бортовым компьютером.
Кто придумал и изобрел
Первые разработки квадрокоптеров велись еще в 1900 годах. Американец Георгий Александрович Ботезат сконструировал машину с четырьмя винтами, приводящимися одним двигателем. В ходе испытаний квадрокоптер поднялся в воздух, пролетев 1 км, с высотой до 15 метров. Но к сожалению из за ряда проблем, разработки были прикрыты.
Первый современный квадрокоптер был разработан в 2006 году. Эту машину представила немецкая фирма MikroKopter. Дрон комплектовался микроконтроллером, который анализировал информацию, поступающую от гироскопа, акселерометра и барометра. Чуть позже появился и GPS модуль. БПЛА был ориентирован на профессионалов, стоил дорого, но открытое программное обеспечение привело к появлению на рынке дешевых клонов. Это сказалось на доходах компании. Код закрыли, но было поздно. Модель побудила прочих производителей электроники разрабатывать гражданские дроны различного размера и класса.
С появлением прочных и легких полимеров, небольших электродвигателей, а особенно с потрясающими достижениями в области микроэлектроники, стало возможным создание надежных и эффективных беспилотных мультироторных систем.
Зачем и для чего нужен
Предназначение современного беспилотника очень широко и разнообразно. Он находит свое приложение в целом ряде областей, связанных как с получением удовольствия, так и с работой:
В последние годы лучшие квадрокоптеры нацелены на решение множества нестандартных производственных задач. Чаще всего их применяют там, где присутствие людей нежелательно или опасно – в шахтах и карьерах, при осмотре трубопроводов и высотных сооружений, в вулканических кратерах, при изучении погодных явлений и пр. У нас есть целый раздел, посвященный таким моделям. Для таких целей нужен квадрокоптер с камерой.
Как летает квадрокоптер
Принципы работы
На беспилотник устанавливаются 4 электромотора и столько же воздушных винтов. Два диагональных пропеллера вращаются по часовой стрелке (CW), два других (CCW) – против. Интенсивность вращения и подъемная сила определяют скорость и направление перемещения нашего дрона.
Если два правых двигателя будут крутиться быстрее, чем левые, они наклонят и погонят машину влево. В противном случае все произойдет наоборот. Если задние винты разогнать сильнее передних, дрон клюнет и полетит вперед. Если будет иначе, голова машины приподнимется. Маневры относительно вертикальной оси выполняются одновременным ускорением пропеллеров CW с соответствующим замедлением винтов CCW. Повороты в противоположном направлении требует разгона группы CCW и торможения CW. Равномерное вращение заставит дрон взлететь или опуститься.
Главным электронным компонентом является полетный контроллер. Он реагирует на все поступающие через приемник команды и отдает распоряжения блокам ESC, которые определяет тягу и интенсивность вращения двигателей. Стабильность поддерживается показаниями гироскопа, измеряющего углы тангажа, крена и рыскания.
Виды управления
Пульт со смартфоном
Если дрон оснащен полетной камерой, то на держатель ПДУ устанавливается мобильное устройство, отображающий всю воздушную обстановку. Чаще всего такая комбинация используется при полетах в режиме FPV.
Смартфон без ПДУ
Смартфон и особое приложение позволяют вообще отказаться от пульта. В этом случае связь поддерживается по каналу WiFi. Экран мобильного устройства показывает живое видео, поступающее с бортовой камеры. На его фоне рисуются виртуальные стики и мнемонические изображения команд. Неоспоримым плюсом такого метода считается минимальная стоимость комплекта, хотя пилот будет вынужден заряжать свой мобильник значительно чаще, чем обычно.
G-сенсора мобильного устройства
Третьим способом взаимодействия с дроном считается применение G-сенсора мобильного устройства, который отслеживает пространственную ориентацию операторского смартфона и переводит дрон в аналогичное положение. Простыми словами, управление с помощью наклона гаджета.
Только пульт
В данном случае, пульт имеет свой встроенный экран. Всю телеметрию вы можете считать без применения смартфона. Такой вариант присущ дорогим моделям.
Особенности
Два двигателя вращаются по часовой стрелке (CW), а вторая пара – против (CCW). Такая комбинация призвана компенсировать вращательный момент и обеспечить текущую стабильность.
Относительная дешевизна компонентов, надежность и малые размеры – вот основные достоинства лучших современных коптеров. Они обладают отличной маневренностью и высокой грузоподъемностью, которой хватает на перенос трехосевого стабилизированного подвеса и полетной камеры.
Стоит отметить и прекрасную ремонтопригодность таких машин. Дрон легко разбирается, а практически все запчасти можно заказать в магазинах.
Лучшие характеристики современных квадрокоптеров
Грузоподъемность зависит от соотношения силы, создаваемой винтомоторной группой, и собственного веса машины. Отличные показатели имеют относительно большие квадрокоптеры. Например, характеристики Phantom 4 позволяют использовать эту модель для доставки посылок потребителям.
Радиус полета
Радиус полета определяется устойчивостью системы связи, емкостью бортовой батареи и избранного пилотом режима перемещения. Дальность лучших моделей компании DJI (в идеальных погодных условиях) составляет 5-7 км.
GPS система
Наличие GPS уже становится почти обязательным. Спутниковая система способна определить местонахождение дрона с высокой точностью и не даст его потерять. Более того, она позволяет преодолеть маршрут, проложенный пилотом на карте.
Самые продвинутые летательные аппараты нашего времени способны взлетать на 5000 м. Полеты в верхних слоях атмосферы связаны с разрежением воздуха и снижением его температуры. На лучших моделях эти проблемы компенсируются крупными винтами и автономной системой подогрева.
Большое время полета
Полетное время зависит от емкости АКБ и эффективности ВМГ. У лидеров рынка этот параметр приближается к часу.
Наличие камер высокого формата
В состав всех современных дронов входит установленная на носовом или донном стабилизированном подвесе камера формата 4K или Full HD. Она используется не только с целью получения красивого видео и фото, но и для полетов в режиме FPV.
Датчики обнаружения препятствий
Облет препятствий поддерживается набором оптических камер и ультразвуковых сонаров, которые обнаруживают помехи на дистанции до 20-30 м. Высота полета также контролируется оптикой и инфракрасным датчиком.
Блок OSD формирует и передает всю телеметрическую информацию, которая поступает на экран ПДУ и демонстрируется поверх основного изображения.
Из чего состоит
В конструкцию входят:
Виды коптеров
Для новичков
Любительские модели
В последние годы появилось огромное число полноценных летательных аппаратов любительского класса. Как правило, видеокамеры таких машин обладают разрешением не ниже 720P и хорошо стабилизированы. Предел трансляции живого видео и полетная дальность доходит до 1 км. Время пребывания летательного аппарата в воздухе составляет 20-25 минут. На такой квадрокоптер устанавливаются БК движки, способные разогнать машину до 50-70 км/ч, и даже модуль GPS. Стоимость одного комплекта (с ПДУ) – 150-300 долларов.
Профессиональные
Лучшие профессиональные дроны обладают массой полетных режимов. На помощь пилоту приходит и спутниковая навигация, определяющая положение коптера с сантиметровой точностью. ВМГ комплектуется БК электродвигателями и крупными пропеллерами. Съемка ведется полетной камерой формата 4K. Изображение записывается на карту памяти или в режиме FPV передается на несколько километров. Аппаратура управления поддерживает 2 частотных диапазона – 2,4 и 5,8 ГГц. Система безопасности представлена всеми типами датчиков – оптическими, инфракрасными и ультрафиолетовыми.
Гоночные коптеры
Завершим раздел кратким описанием гоночных моделей. Аккумулятор таких квадрокоптеров обладает высоким выходным напряжением. Это позволяет оперативно изменять скорость перемещения, делает поведение воздушного гонщика очень мобильным и динамичным. Дальность управляемого полета доходит до 500-1000 м, скоростной предел достигает 100-120 км/ч. Младшие полетные режимы предназначены для новичков, старшие – для продвинутых пилотов. Ситуации на маршруте отображается на экране или в линзах видеоочков.
Лучшие производители квадрокоптеров
Первой из них является корпорация DJI Technology Co, продукция которой отличается высочайшим качеством и возможностями. Нельзя не назвать компанию Walkera, известную своими гоночными моделями. Под брендом Syma выпускается широкий спектр бюджетных машин. Zerotech производит удачный селфи дрон Dobby. Eachine E016H Mini является лучшей миниатюрной моделью.
Европейские производители
Из европейских производителей упомянем французскую фирму Parrot, которая выпустила две интересные машины в серии Bepop и изготавливает беспилотник Anafi с полетной камерой 4K. Первая модель компании 3DRobotics (США) носит название Solo. Она способна переносить аппаратуру GoPro.
Русские компании
Русские квадрокоптеры выпускаются фирмами DRONESTROY, Коптер Экспресс, Pilotage, ЦБП ARMAIR и др.
В каком виде можно купить
Если вы захотите приобрести дрон, то очень быстро обнаружите, что один и тот же беспилотник продается в разных комбинациях и по различной цене.
RTF (ready to fly)
Летательные аппараты класса RTF (Готов к полету). Эти машины требуют только предварительной настройки компаса и гироскопа. Название RTF прямо заявляет, что в поставку входят все необходимые комплектующие для быстрого запуска. Начинающим пилотам рекомендуется именно эта версия.
BNF (Bind-and-Fly)
Второй набор называется BNF (Привязывай и лети). В этом комплекте отсутствует ПДУ. Пилот должен работать с пультом, уже имеющимся в его распоряжении или его приобрести отдельно.
ARF (Almost Ready to Fly)
Пользователи, желающие собрать БПЛА самостоятельно, могут приобрести комплект Quadcopter KIT. Иногда встречается и другое название такого конструктора – ARF (Почти готовый к полётам). Данный набор поставляется как с пультом, так и без него. Квадрокоптер приобретается в разобранном виде.
Цены на квадрокоптеры в 2019 году
Законодательство
Все полеты в РФ регулируются двумя документами – Воздушным кодексом и Федеральными правилами использования воздушного пространства. Законы говорят так:
Заключение
Квадрокоптеры, обладают обширной историей и возможностями, и по нашему мнению, будут являться неотъемлемой частью жизни современного человека.
Вас приветствует команда mykvadrocopter.ru! Наше хобби — дроны. Здесь мы описываем их модели, характеристики, делимся новостями и выкладываем инструкции по применению. Вступайте в наше сообщество любителей дронов в Контакте.
Опубликовано 13 Мар 2019 14:15 © Всё о квадрокоптерах
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: