Динамичный FPV-полёт вокруг препятствий — «фристайл»
FPV-квадрокоптеры — вид беспилотной малой летучей техники. В последнее время прославился как весьма грозное оружие, но имеет и вполне мирное применение в производстве видео.
Не зависят от GPS. Обычные дроны полностью полагаются на навигацию. Вплоть до того, что власти могут прописывать зоны запрета полётов прямо в их прошивку. В FPV же GPS-модуль ставиться может, но дрон способен летать и без него. Причём где угодно, где только заблагорассудится хозяину :)
Ручной режим полёта по умолчанию. Это вытекает из предыдущего пункта. Концепция полёта у DJI состоит в том, что если отпустить стики на пульте, то квадрик зависнет на месте. А если отпустить стики у FPV, то он немедленно упадёт. При полёте требуется ежесекундный контроль и неиллюзорное напряжение внимания. Зато это даёт непревзойдённую маневренность, возможность пролетать в узкие щели и эффектно кувыркаться.
Если GPS-модуль в наличии, то можно включать любые помощники. Вплоть до возможности зависнуть, да.
Нет стабилизированного подвеса. Вот это — действительно важная родовая черта FPV. Управлять дроном в ручном режиме и одновременно вертеть подвесом смог бы только осьминог-шизофреник. Так что все камеры тут закрепляются жёстко. При наличии данных с гироскопа тряску с видео можно убрать в программе типа GyroFlow. В целом такая ситуация приводит к тому, что видео с FPV очень сильно отличается от видео с DJI-образных.
Модульность. «Железо» с открытого рынка, свободные протоколы, свободные прошивки. FPV-квадрик можно легко пересобрать даже после самого жёсткого падения. Очень разительный контраст с миром «обычных» дронов, где каждый подвальчик дядюшки Ляо старается во всём замкнуть покупателей на себя любимых и часто намеренно делает свою продукцию неремонтопригодной.
Традиция использовать видеоочки. Наконец-то мы добрались до того, что дало FPV-дронам название! Правда, использовать очки и с обычным DJI-образным дроном ничто не мешает. Это в первую очередь удобно: солнце не засвечивает экран.
В целом, и FPV и обычные «DJI-образные» коптеры восходят к конструкциям типа F450. FPV в том виде, в каком они описываются тут, отпочковались в отдельный класс техники где-то во второй половине 2010-х годов. Если поискать, то на складах специализированных магазинов ещё можно найти разные любопытные образцы из тех лет. Логика их работы причудливо и разнообразно сочетает в себе черты FPV и DJI-образных.
Нельзя просто так взять и полететь на FPV-дроне
Або то, как они комплектуются при продаже. Да, тут всё тоже не так, как у обычных.
Комплектация, когда аппарат готов к взлёту, называется «RTF» — ready to fly, в FPV-мире их поставляет, кажется, только компания Betafpv. Как правило, к самому коптеру требуется докупить: пульт управления; те самые видеоочки, что дали название самому классу техники; батареи и зарядник для них. Это называется «BNF» — bind and fly. А в самых суровых случаях у дрона даже приёмника нет, его требуется припаять самостоятельно. В лучших традициях сбивающих с толку названий такая комплектация — «PNP», plug and play.
Стили рам
«Зубочистка»ТинивупСиневуп с экшн-камерой на бортуСинелифтер с бесценным грузом. Это, кстати, не квадрокоптер, а октокоптер с соосными моторами.Дальнолёт (не очень большой)
Зубочистка — крошечные дроны с очень тонкими рамами, напоминающими… зубочистки. Как правило, они крестообразные. Но иногда бывают и с дополнительными рёбрами жёсткости, или H-образные типа маленьких дальнолётов. Основное применение — гонки, причём на профессиональном уровне. Любой новичок сломает подобный дрон через пару секунд после взлёта.
Вуп — дрон с рамою, состоящей из четырёх колец. Эти кольца защищают пропеллеры.
Тинивуп — вуп размером от 65 до 85 миллиметров. Популярный выбор среди новичков из-за устойчивости к разбиванию. На них, как и на любых мелких дронах, не рекомендуется летать на улице из-за крайней неустойчивости к ветру и риска улёта. GPS-модулем, который мог бы спасти дрон, тинивупы не оснащаются…
Синевуп — вуп покрупнее, оснащённый штатным креплением для экшн-камеры. Их комплектации могут быть весьма жирными. Знаменитая DJI Avata, мощный заход главной дронокорпорации в мир FPV, суть именно синевуп.
Синелифтер — так называют наиболее тяжеловозные конструкции. Они созданы для таскания многокилограммовых профессиональных видеокамер. На защиту лопастей тут уже не размениваются. Синелифтеры, очевидно, дают только самым лучшим пилотам.
Дальнолёт — класс, наиболее сходный по виду с DJI-образными. В их рамах всегда имеется вытянутое центральное пространство. Разве что лучи у них не складываются. По размеру весьма немаленькие — квадрик, летающий действительно далеко и долго, начинается от пяти дюймов[1], хотя очень редко встречаются и конструкции типа «Micro/Nano Long Range». Ещё одна примета — здоровенные антенны.
Полётный контроллер и прошивки для него
Полётный контроллер — сердце дрона. Эта микросхема объединяет в себе гироскоп и микроконтроллер, часто ещё и барометр. К ней подсоединяется приёмник пульта, откуда идут все команды, и видеопередатчик, в сигнал которого полётный контроллер впечатывает данные OSD, чтобы пилот видел вещи вроде оставшегося заряда батареи. Контроллеры могут работать на нескольких прошивках:
Betaflight — база и скрепа FPV-мира. Настолько, что, пожалуй, наиболее корректным заголовком этой статьи было бы «Квадрокоптеры, прошитые с завода на Betaflight». Сама по себе прошивка очень базовая, полностью воплощает концепцию строго ручного управления дроном. Из функций GPS — разве что возврат домой, да и тот появился, кажется, только весной 2023 года.
iNav — афтермаркет-прошивка. Увы, встанет не на всякий контроллер. Но в случае с дронами покрупнее вероятность успеха велика. При наличии GPS-модуля iNav может дать коптеру базовый функционал автономной работы: зависание, полёт по заданным точкам.
Ardupilot — а вот это уже очень продвинутая прошивка. С её помощью можно запрограммировать дрон на любые действия в воздухе. Можно и дать прикурить и DJI, в общем. Но вот беда: работать с китайскими контроллерами, как iNav, Ardupilot не будет. Он требует своего специфичного и недешёвого железа. В целом является выбором для тех, кто строит дрон с нуля.
Протоколы связи
FrSky, Flysky и иже с ними — устаревшее барахло. В чистом поле может держать связь на расстоянии в несколько сотен метров. В городских условиях же речь будет идти о десятках метров, не более. Если подобное железо досталось вам бесплатно, то погонять можно. Но инвестировать в квадрики или пульты старых стандартов не стоит.
Crossfire — самая лучшая связь. Но очень дорогая, так как это закрытый стандарт фирмы TBS. Её можно найти в элитарных FPV-дронах стоимостью с неплохой подержаный автомобиль.
ELRS — качественный современный вариант «для народа». Открытый стандарт, оборудование стоит гуманно. Улететь на два-три километра с ELRS можно без проблем. По-видимому, используются чипы от обычного Wi-Fi — во всяком случае, прошивку радиомодуля можно обновить по беспроводной сети.
Протоколы передачи видео
Аналог — старый-добрый телевизионный сигнал на частоте 5.8 ГГц. Система очень дешёвая, очень лёгкая, максимально дальнобойная и крайне энергоэффективная. А что до качества изображения в шлеме… ну, тут предполагается, что если с дрона нужно получить именно видео, а не что-то другое, то на него нужно крепить вторую камеру; аналоговая — исключительно курсовая. Лучшие шлемы для приёма аналогового сигнала — Eachine EV800 и EV800DMИнформация актуальна на 20.08.2023.
Однако такая ситуация устраивала не всех. На рынке имеются так называемые сплит-системы: они выдают в эфир всё тот же сигнал 5.8 ГГц, но при этом имеют цифровой рекордер. Так можно записывать качественное видео без необходимости вкладываться в дорогущие цифровые очки.
DJI O3 — система, с которой нужда в таскании дополнительных камер отпадает, или просто попытка Главной Дроновой Корпорации поиметь профит с рынка FPV. Это их проприетарная система видеопередачи, приспособленная под чужие дроны. Протокол настолько крут, что может передавать картинку в 4K на расстояние нескольких километров. И камера для дрона, и очки стоят ОЧЕНЬ дорого, как и вся продукция DJI.
HDZero — первый открытый цифровой протокол, конкурент DJI O3. Эта система ориентирована на удобоваримую картинку в очках, а не на красивые записи полётов. У неё очень низкая задержка, она крайне устойчива к разрывам — но качество записи можно сравнить с первыми смартфонами конца нулевых.
Walksnail Avatar — второй открытый цифровой протокол. Вот тут качество уже не намного хуже, чем у O3. Правда, разрешение пока — только 1080p, урезанный до формата 4:3. Зато битрейт хороший. И данные с гироскопа можно записывать.
Примечания
↑Пусть вас не смущает, что тут дюймы, а выше были указаны миллиметры. В миллиметрах измеряют размер самой рамы, а в дюймах — диаметр пропеллеров.
