Доступные беспилотники: возможности

CopterИнтересно взглянуть, какие задачи уже сейчас могут решать беспилотники, доступные для постройки руками энтузиастов, с какими-то разумными бюджетами. (Разумный бюджет для энтузиаста складывается из затрат на покупку деталей – механических и электронных. Предположим, что речь идёт о достаточно крупном “разумном бюджете” действительно увлечённого энтузиаста – это до 7 тыс. USD.) Благодаря технологическому прогрессу подобный беспилотник обладает набором примечательных способностей.

1. Беспилотник может осуществлять полёт по маршруту. Это маршрут протяжённостью до 100 км (и более), а типичная дальность – 50 км. Скорости – от нуля до 100 км/ч (причём, скорость 100 км/ч хоть и является редким показателем на практике, но уж точно не строгий предел). Естественно, время полёта зависит от выбранной схемы беспилотника. Наибольшей практической дальностью обладают беспилотники классической “самолётной” конфигурации. По времени полёта (но не всегда по дальности) всех превосходят дирижабли. Правда, они не так популярны. Различные “коптеры” тут оказываются в проигрыше. Преимушество последних в другой характеристике – они могут зависать и осуществлять полёт на минимальной скорости. Да, то же самое способны предложить дирижабли, но последние сильно пригрывают по динамическим характеристикам.

Для выполнения полёта по маршруту есть готовые решения – автопилоты, использующие как GPS (это самый бюджетный вариант), так и связу “GPS + инерциальные системы”. Программа полёта, карты – это всё загружается разработчиком беспилотника на борт с помощью готового программного обеспечения и обычного персонального компьютера. Интеграция автопилота в системы управления беспилотника не представляет особого труда – интерфейсы отработаны, контроллеры, управляющие двигателями и приводами, доступны, стоят копейки. Естественно, для сопряжения всего в единую эффективную систему требуются хорошие технические навыки, но, в отличие от ситуации десятилетней давности, сейчас провести подобную интеграцию под силу одному специалисту, работающему “в гараже”.

Беспилотник с современным доступным автопилотом может выполнять типичные задачи, вроде барражирования над заданным участком, облёта контрольных точек по расписанию – это всё программируется, на разных современных высокоуровневых языках, для освоения которых достаточно базовых математических навыков.

2. Беспилотник может передавать на наземную станцию не только базовую телеметрию, но широкий поток данных, включающий видеоканал, а иногда и не один. Здесь есть разные решения, самым универсальным среди бюджетных является использование доступной сети GSM (3G/4G). Кроме того, есть готовые радиопередающие высокочастотные модули достаточной мощности и разумного веса. Однако, если речь идёт о поддержании широкополосной связи на расстояниях в десятки километров, с этими радиопередатчиками возможны дополнительные проблемы, связанные с регулированием использования радиочастотного спектра.

Передача видео в режиме “онлайн” позволяет управлять беспилотником с наземной станции, выполняя полёт “от первого лица”. То есть, оставшийся на земле “пилот” сможет воспользоваться всеми своими способностями к импровизации, если беспилотник вдруг окажется в затруднительном положении или полётную задачу потребуется внезапно изменить.

3. Собранный энтузиастом беспилотник может выполнять видеорегистрацию в идеальном качестве. Идея с камерой – самоочевидна. Интересно то, что сейчас есть доступные решения по установке эффективных кардановых подвесов с электроприводами и стабилизацией, позволяющих вертеть камерой как угодно и снимать интересующий объект с разных ракурсов. В плане широты выбора ракусов лидируют “коптеры”, но ничто не мешает синхронизировать работу камеры с полётом “самолётного беспилотника” по кругу над неподвижным объектом наблюдения.

Благодаря миниатюризации, на борту беспилотника легко размещается не одна, а несколько камер: например, одна основная, с мощной оптикой и хорошим подвесом, и пара вспомогательных, низкого разрешения. Камеры могут быть использованы стандартные. В качестве основной годится фотокамера (с функцией видеозаписи) “полупрофессионального класса”, вспомогательные – это просто одноплатные модули или даже разобранная веб-камера.

Не составляет труда разместить на борту простую инфракрасную камеру и блок ИК-подсветки (можно даже переделать под ИК-режим обычную цифровую камеру, правда, результат будет, так сказать, ограниченным). А вот качественный тепловизор – он, пока что, существенно за пределами бюджета энтузиаста. Вопрос – надолго ли?

4. Беспилотник может доставлять заметный по весу груз в заданную точку и возвращаться обратно. Вес груза измеряется килограммами, может доходить до 10 – 15 кг для “коптеров”. Естественно, здесь есть практические ограничения, включающие проблемы с погрузкой/разгрузкой (нужно стабилизировать аппарат) и атмосферными эффектами вроде ветра. Но отрицать, что построенный энтузиастом беспилотник сейчас способен забросить небольшого наземного дроида-разведчика за пять-десять километров от точки старта – нельзя. Вот с задачей класса “забрать дроида” проблемы непременно возникнут.

Кстати, эта доставка, в сочетании с первым пунктом нашей подборки (“полёт по маршруту”), – самый острый момент в плане задач регулирования доступности беспилотников.

5. Беспилотник может записывать самые разнообразные дополнительные сведения, не только видео- и аудиосигналы. Сейчас доступны всевозможные сенсоры, датчики и готовые наборы, вроде лазерных дальномеров. Миниатюризация, опять же, помогает напичкать беспилотник инструментами фиксации физических характеристик окружающих объектов, а не ограничиваться только записью, скажем, сигналов WiFi. Идей здесь много, но это, наверное, другая история.

()

Похожие записки:



Далее - мнения и дискуссии

(Сообщения ниже добавляются читателями сайта, через форму, расположенную в конце страницы.)

Комментарии читателей блога: 13

  • 1. 21st August 2013, 20:50 // Читатель jno написал:

    это к тому, что можно ожидать запрета на любительские модели?

  • 2. 22nd August 2013, 15:17 // Александр Венедюхин ответил:

    Да, я бы не удивился, если бы такой запрет случился. Запреты сейчас вообще популярны. А тут ещё “непонятная” мощная технология, имеющая прямые приложения в офлайне.

  • 3. 22nd August 2013, 23:06 // Читатель jno написал:

    ну, ждём повода.
    потом – колея накатанная…

  • 4. 24th August 2013, 17:17 // Читатель Александр написал:

    Все в статье правильно, но нужно делить подобную технику на 2 лагеря:
    1) Стоит как чугунный мост, летает на 50км с привязкой к сотовой сети. Размах крыла 4 метра и ревет как кукурузник на взлете. С такой моделью к Вам достаточно скоро “придут”…
    2) Задача пролететь по определенному трехмерному маршруту протяженностью 10 км и удалением от передатчика не более чем на 3 км стоит ~3к$ качественной хоббийной начинки.
    При этом запретить можно только полеты, поскольку практически вся аппаратура имеет много назначений и ассортимент и избирательно пущать\не пущать таможня не в состоянии.
    А полеты запрещать бесполезно. Да можно разогнать авиакружки и клубы. Останутся индивидуалы, а их ищи-свищи в поле.

  • 5. 24th August 2013, 17:20 // Читатель Александр написал:

    Более того, все владельцы подобного как раз стараются избежать огласки и внимания, поскольку подобная техника на р\у априори ненадежна и может покалечить и убить. Простые люди этого не понимают – “ой, смотри как вертолетик летает” и ломятся смотреть. А пилот седеет от возможных последствий.

  • 6. 24th August 2013, 19:20 // Читатель jno написал:

    я тут одного консультировал…
    вот результаты: http://www.maxcim.com/customers/tu-4.html

    экономика там была вполне себе заметна (Джордж – не богатый чувак)

    но если не делать точную копию, то грузоподъёмность можно сильно поднять

  • 7. 24th August 2013, 21:25 // Читатель Jeff Zanooda написал:

    Запретить можно что угодно, практическая польза от запретов и возможность их выполнения запретителей не волнует. В Нью-Йорке, например, запрещены рогатки. То, что их можно сделать из подручных материалов и что они могут использоваться для законных целей никого не волнует.

    К сожалению, рано или поздно какой-нибудь козёл использует беспилотник в преступных целях, поднимется вой в средствах массовой информации и политики решат “что-нибудь сделать”. В лучшем случае будет геморрой с лицензированием, как сейчас с оружием, в худшем – прямой запрет.

  • 8. 24th August 2013, 21:53 // Читатель jno написал:

    я ж говорю – ждём повода :)

  • 9. 25th August 2013, 23:06 // Читатель arcman написал:

    ещё небольшой БПЛА может выполнить роль летающей бомбы.
    доступность систем машинного зрения позволит даже реализовать ГСН.
    можно будет движущиеся цели поражать.
    а развитие топливных элементов даст толчок к существенному увеличению дальности и скорости микро БПЛА.

  • 10. 26th August 2013, 17:22 // Читатель зашел в гости написал:

    “ещё небольшой БПЛА может выполнить роль летающей бомбы.”

    уже: http://www.cnn.com/2011/09/28/us/massachusetts-pentagon-plot-arrest/index.html

    “доступность систем машинного зрения позволит даже реализовать ГСН.”

    К чему такие сложности? Можно в ручном режиме, типа “дистанционного камикадзе”. Ну, разве что на случай постановки помех спецслужбами…

  • 11. 26th August 2013, 18:47 // Читатель arcman написал:

    ГСН на случай помех, да.
    Ну и связь может пропасть, когда БПЛА пикировать начнёт, чай не со спутника управляем.
    А так – барражирует на высоте в поисках цели, захват, атака.

  • 12. 26th August 2013, 19:40 // Читатель зашел в гости написал:

    “чай не со спутника управляем.”

    кстати, да, можно использовать спутниковую связь. Телефоны обойдутся в пару тысяч, оплата связи – поминутно.

  • 13. 26th August 2013, 23:06 // Читатель jno написал:

    http://maramus.livejournal.com/84119.html