Многие из нас размышляли об установке камеры на летательный аппарат. Вот я и прошел этот путь. Углубившись в тонкости видеополетов от первого лица (FPV ^[1]), 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.

Часть 1. Основные вопросы.

Дальность полета

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

и 3-5 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 сильно зависит от количества помех в зоне полета. В центре города помех значительно больше, чем где-нибудь в поле. Поэтому часто летают именно за городом, что, разумеется, менее интересно.
• 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 модели сопряжен с определенной ответственностью. Это надо понимать тоже.
• 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.

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

Очевидно, что для максимально продолжительного полета нужна оптимальная батарея. По этой теме нашел одну интересную статью ^[2]. 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, 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 ^[3]). 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 ^[4]-матрицей. Разрешение 690 на 460 (690 HTVL, 490 VTVL). Настраивает экспозицию для каждого пикселя отдельно (что-то наподобие HDR ^[5]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 ^[6]” 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 ^[7]. Здесь ^[8] нюансы его использования.

Стоимость комплекта

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 (сама модель 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.

Думаю, через неделю вторая часть будет готова. Надеюсь, было интересно. Вот еще одно видео на прощание)

Автор: PaulMan

Источник ^[9]