Как правильно выбрать камеру для квадрокоптера: все тонкости и нюансы

Приветствуем вас, уважаемые любители БПЛА. Камера для квадрокоптера является если не обязательным, то крайне желательным атрибутом. Большинство дронов способны нести ее на борту, а лучшие модели летательных аппаратов вполне могут использоваться для проведения профессиональной видеосъемки с воздуха. Помимо съемки фото и видео, камеры широко используются для FPV управления, помогая более точно контролировать полет коптера. Об основных нюансах выбора и использования видеоаппаратуры пойдет речь в нашей статье.

Для чего вам камера на дроне?

Камера для дрона может использоваться для решения многих задач, которые условно разделяются на 2 глобальные группы:

  • Фото и видео съемка, а также обзор местности, над которой летит дрон
  • FPV управление

В продвинутых моделях летательных аппаратов могут одновременно использоваться две камеры (и даже больше). Одна обеспечивает FPV управление, тогда как вторая ведет качественную съемку. Такое разделение возникло не случайно. Экшн-камеры, часто устанавливаемые на дроны, в большинстве своем способны только снимать, но не могут передавать видеосигнал на монитор. Либо же делают это с некоторыми ограничениями. Проблема решается покупкой FPV оборудования.

Такие производители как Walkera, DJI, Xiaomi и некоторые другие комплектуют свои квадрокоптеры универсальной аппаратурой, умеющей как снимать, так и передавать видео сигнал. Недостаток в данном случае заключается в том, что съемка ведется в цифровом формате, используются алгоритмы сжатия изображения, и только после обработки процессором данные передаются.

Все это приводит к задержке. Для неторопливых полетов на открытом воздухе секундная задержка не имеет критического значения. Такое видео нельзя назвать реальным и, хотя производитель коптера обещает FPV управление, в действительности пилот получает сигнал не сразу.

Аналоговые FPV комплекты для квадрокоптеров работают с минимальной задержкой. Видеопоток не обрабатывается, а сразу транслируется на аппаратуру управления. Для гоночных дронов, для полетов в окружении большого количества потенциальных препятствий (например, плотная городская застройка, лес), для профессиональной видеосъемки все это имеет большое значение.

Есть и еще один немаловажный момент. FPV-оборудование потребляет не много энергии, мало весит и отличается высокой степенью надежности и довольно демократичной ценой.

Итак, выбор обуславливается теми задачами, что будут решаться. Для качественной съемки в комплектацию необходимо включить хорошую экшн-камеру с 3-х осевым подвесом, тогда как для настоящего управления «от первого лица» необходима аналоговая FPV-аппаратура.

Для съемки видео

Многие пилоты приобретают дроны без камер, или собирают БПЛА самостоятельно, и только потом устанавливают на них экшн-камеры. Чуть позже мы расскажем о моделях квадрокоптеров, комплектующихся видеокамерами еще на заводе.

В свое время устройства GoPro создали новый рынок портативных ударопрочных и влагозащищенных видеокамер. Теперь на нем присутствуют десятки компаний. Мы отобрали несколько популярных моделей, которые часто используются для съемки видео.

Топ экшн камер для дронов

В наш небольшой топ экшн камер вошли 3 устройства, отличающиеся сравнительно невысокой стоимостью, и оснащенные Wi-Fi модулями. С их помощью можно использовать бюджетные квадрокоптеры для съемки видео в высоком качестве.

Нас заинтересовали:

  • Amkov amk5000
  • Xiaomi YI action 4K
  • Sjcam sj4000 wifi

Amkov amk5000

Экшн-камера Amkov amk5000 wi fi относится к одним из самых дешевых устройств. Ее стоимость в китайских онлайн магазинах составляет около 90$. Комплект поставки можно назвать исчерпывающим. Помимо разнообразных адаптеров, защелок и площадок, в комплектацию входит водонепроницаемый бокс. Есть и крепление на шлем, то есть область применения amk5000 весьма обширна и явно не ограничивается одними только полетами.

Как понятно из названия, камера оснащена wi-fi модулем. Пользователь может управлять устройством, используя смартфон. И хотя дальность связи не превышает 50 метров, этого достаточно для того, чтобы активировать камеру только после взлета или выключить перед приземлением.

Основные характеристики:

  • Размеры 65×73х139 мм
  • Вес 78 г
  • Датчик изображения CMOS 14 Мп
  • Угол обзора 170 градусов
  • Время работы до 90 минут в режиме 1080 30p с Wi-Fi
  • Функция timelapse
  • Micro-HDMI и micro-USB 2.0 разъемы
  • Слот для SD, SDHC карт

Качество съемки можно охарактеризовать как среднее. Объективу явно не хватает светосилы, что особенно заметно в пасмурную погоду. С другой стороны, за 100$ найти более качественный вариант, да еще и в такой богатой комплектации, вряд ли получится. Из экшн-камер начального уровня Amkov amk5000 wi fi является одной из лучших. Широкий угол обзора позволяет не упустить ничего из виду.

Отметим, что по внешнему виду amk5000 копирует Hero, что, впрочем, неудивительно.

Xiaomi YI action 4K

Модель Xiaomi YI action 4K является дальнейшим развитием линейки YI и на сегодняшний день является одной из самых продвинутых экшн-камер от китайского производителя электроники. Традиционно для Xiaomi, комплект поставки скромный.

Помимо YI action 4K, в него входят селфи палка и пульт Bluetooth для управления. Нет никаких креплений, подводного бокса, адаптеров. Конечно, любые переходники и адаптеры можно приобрести отдельно, но на фоне более доступных по цене конкурентов комплектация выглядит скудно.

Стоимость устройства составляет около 200$, это не самая дешевая видеокамера, но зато она поддерживает запись в 4К разрешении и известна довольно высоким качеством картинки.

Основные характеристики:

  • Размеры 65×42х21 мм
  • Вес 95 г
  • Угол обзора 155 градусов
  • Датчик изображения CMOS ½,3″ 12 Мп (Sony IMX377)
  • Электронная стабилизация
  • Процессор Ambarella A9SE75
  • Светосила F2.8
  • Время работы до 110 минут в режиме 3840×2160 30p
  • Функция timelapse
  • Micro-USB разъем
  • Двух диапазонный Wi-Fi-модуль Broadcom BCM43340
  • Слот для microSDHC/SDXC карт

Xiaomi YI action 4K можно использовать даже для FPV управления, выбрав пункт «Режим прямой видеотрансляции» в меню приложения. Правда, дальность связи не превышает 50 метров, так что далеко улететь не получится.

Снимать видео с помощью Xiaomi YI совершенно не сложно. Настройки, в том числе и расширенные, доступны в меню приложения, но можно использовать и качественный сенсорный экран самой камеры. Все режимы съемки работают без нареканий. Электронная стабилизация позволяет добиться более плавного изображения, но приводит к уменьшению размера кадра.

Sjcam sj4000 wifi

Экшн-камера Sjcam sj4000 wifi недавно выпущенная в новой ревизии 2.0 отличается невысокой стоимостью (около 80$), богатой комплектацией, наличием 2-х дюймового дисплея. В комплект входят несколько креплений, водонепроницаемый бокс и даже карта памяти на 32 Гб.

Основные характеристики:

  • Размеры 60×41х30 мм
  • Вес 46 г
  • Угол обзора 170 градусов
  • Датчик изображения Aptina0330 CMOS 3 Мп
  • Электронная стабилизация
  • Время работы до 88 минут в режиме 1920×1080 30p
  • Функция timelapse
  • Детектор движения
  • Micro-USB и Micro-HDMI разъемы
  • Wi-Fi-модуль
  • Слот для microSDHC карт

Эта одна из самых легких экшн-камер в обзоре, вес вместе с аккумулятором составляет всего 46 грамм. Качество съемки можно оценить, как среднее. При недостаточном освещении изображение оказывается темным (типичная проблема для небольших объективов). 30 кадров в секунду при разрешении 1920×1080 являются пределом для sj4000. В настройках можно менять угол обзора, но это приводит лишь к ухудшению картинки.

В целом, на свои деньги sj4000 весьма неплоха. Ее можно устанавливать на бюджетные квадрокоптеры для съемки собственных полетов. Небольшой вес позволяет уменьшить требования к грузоподъемности дрона.

Для FPV

Полный Fpv комплект для квадрокоптера состоит из:

  • Передатчика
  • Приемника
  • Камеры с видеовыходом
  • Антенн
  • Монитора (шлема, очков)
  • Аккумуляторы для приемника и монитора

Все это оборудование размещается на коптере и на пульте управления. Продвинутые модели квадрокоптеров позволяют подключать FPV аппаратуру к собственной сети питания. Время полета при этом снижается, но зато можно обойтись без отдельного аккумулятора.

Собрать FPV набор можно и самостоятельно (и об этом еще пойдет речь в нашей статье), но начинающим пилотам лучше выбрать готовые дроны. В продаже доступны совсем недорогие модели, которые помогут получить представление об ФПВ управлении. Кстати, совершенно не факт, что управление дроном от первого лица вам понравится, поэтому нет смысла сразу тратиться на дорогой беспилотник.

Готовые недорогие FPV дроны

Выбор ФПВ дронов весьма широк, и способен удовлетворить запросы даже очень требовательных покупателей.


Мы рекомендуем обратить внимание на:

  • Hubsan H107D FPV
  • WLtoys V686G
  • JJRC H9D

Все три модели отличаются невысокой стоимостью, оснащены камерами и дисплеями. Стабилизирующими подвесами коптеры похвастать не могут.

Hubsan H107D FPV

Мы уже делали на него обзор, поэтому приведу только основные характеристики:

  • Размеры 140×140х32 мм
  • Вес 365 г
  • Длительность полета до 7 минут
  • Дальность связи 50-100 метров
  • Дальность видеосвязи до 100 метров
  • Встроенная камера 0.3 Мп, разрешение 640 x 480
  • Размер дисплея 4.3 дюйма
  • Частота 2.4 ГГц для управления и 5.8 ГГц для видео
  • Аккумулятор 380 mAh

WLtoys V686G

  • Размеры 360×360х100 мм
  • Вес 860 г
  • Длительность полета до 10 минут
  • Дальность связи до 150 метров
  • Дальность видеосвязи до 150 метров
  • Видеокамера 2.0 Мп, разрешение HD
  • Размер дисплея 4.3 дюйма
  • Частота 2.4 ГГц для управления и 5.8 ГГц для видео
  • Аккумулятор 730 mAh

JJRC H9D

  • Размеры 230×230х130 мм
  • Вес 450 г
  • Длительность полета до 8 минут
  • Дальность связи до 150 метров
  • Дальность видеосвязи до 150 метров
  • Видеокамера 2.0 Мп, разрешение HD
  • Размер дисплея 4.3 дюйма
  • Частота 2.4 ГГц для управления и 5.8 ГГц для видео
  • Аккумулятор 650 mAh

Как выбрать FPV и почему это не так просто

Выбор FPV на квадрокоптер зависит не только и не столько от цены, сколько от тех характеристик и возможностей, которые в итоге желает получить пилот.

У каждого компонента системы есть свои параметры, свои требования к совместимому оборудованию. Значение имеет тип матрицы, разрешающая способность, используемая частота, мощность передатчика.

Нужно представлять, как будет скомпонована FPV система, как организовать ее питание от аккумулятора, какой монитор или шлем выбрать. Далеко не всегда получается найти подробный обзор того или иного элемента.

Тип матрицы и задержка: CCD vs CMOS

О задержке мы уже вкратце говорили в начале статьи. На сегодняшний день нет доступных по цене решений, с помощью которых можно было бы с минимальной задержкой транслировать сигнал с цифровой HD камеры на пульт или смартфон. Лаг неизбежен, и он может оказаться довольно значительным – до нескольких секунд. Любая экшн-камера, даже самого последнего поколения, например, Hero 6, проигрывает в этом показателе недорогой FPV-камере. Как мы уже говорили, если необходимо управление от первого лица, следует смотреть только на аналоговые видеомодули.

Камеры могут использовать один из двух типов сенсоров – CMOS либо CCD. Для FPV оборудования обычно используются CCD матрицы в силу следующих факторов:

  • Лучшие возможности для управления экспозицией
  • Не так выражен эффект «желе»
  • Меньший уровень шума при недостаточном освещении

В свою очередь CMOS (широко применяются в цифровых HD видеокамерах) отличаются:

  • Более высоким разрешением
  • Лучшей цветопередачей
  • Более высокой частотой кадров
  • Меньшим энергопотреблением

Для полетов по FPV преимущества CMOS (помимо уменьшенного энергопотребления) не очень важны. Именно поэтому в рейтинги лучших видеокамер для управления от первого лица входят решения на базе CCD матриц.

Разрешение TVL

В эпоху цифрового видео мы привыкли к тому, что разрешение матрицы выражается через пиксели (1980×1080 и так далее). Для аналоговых устройств используется параметр TVL, то есть количество горизонтальных линий, помещающихся в кадре (или количество возможных переходов между цветами).

Чем больше значение TVL, тем качественнее изображение, однако в случае с first-person-video гнаться за максимальными показателями не нужно. Чем выше разрешение, тем больше цена камеры, и, что важнее, больше задержка видеосигнала. Ограничения накладываются и аналоговым 5.8 ГГц передатчиком, способным передавать в единицу времени определенный объем данных. Если возможности передатчика ограничены, то не имеет большого значения, насколько качественная видеоаппаратура используется.

Камеры для дрона обычно имеют разрешение 600TVL, 700TVL, 800TVL.

Стандарт PAL\NTSC

Современное оборудование прекрасно работает с обоими форматами, поэтому можно не особенно переживать о том, что NTSC камера (данный стандарт используется в США) окажется несовместимым с европейским или китайским передатчиком.

Однако различия между стандартами есть, и их можно заметить невооруженным глазом, наблюдая за полетом дрона на мониторе.

PAL поддерживает более высокое разрешение, по сравнению с NTSC (720×576 против 720×480), что положительным образом сказывается на качестве картинки. Зато у NTSC лучшая частота кадров (30 fps против 25 fps), что делает видео более плавным.

Топ камер для FPV

На выбор доступны десятки, если не сотни камер для дронов. К самым известным производителям относятся компании Runcam, Foxeer, Caddx, Aomway, Boscam. Помимо видеоаппаратуры, они производят и другое FPV оборудование.

В наш топ вошли следующие устройства:

  • Runcam Eagle 2 (Full, Micro)
  • Foxeer Predator (Mini, Micro)
  • Caddx SDR1 (Mini, Micro)
  • Runcam Swift 2 (Full, Mini, Micro)
  • Foxeer Predator Arrow V3 (Full, Mini, Micro)
  • Caddx S1 (Mini, Micro)

Частоты

Передатчик, транслирующий сигнал, и приемник, этот сигнал принимающий, работают на определенной частоте. В авиамоделизме принято несколько наиболее распространенных частот, но чаще всего для видео используется частота 5.8 ГГц.

Есть и другие частоты – 900, 1200, 2400 ГГц. На частоте 2.4 ГГц как правило ведется управление квадрокоптером. Чем меньше частота, тем значительнее ее проникающая способность и тем лучше дальность полета дрона. Но и тем крупнее размер антенны.

Выбор 5.8 ГГц для передачи видео не случаен. Данная частота является легальной во многих странах (на использование некоторых частот может быть наложен запрет на законодательном уровне). Кроме того, можно использовать небольшую антенну, что важно для беспилотников любительского уровня. Видео, транслируемое на 5.8 ГГц, не влияет или практически не влияет на управляющую частоту 2.4 ГГц.

На частоте 5.8 ГГц доступно до 32 каналов. Это важный параметр, если речь идет о массовых совместных полетах, например, гонках.

Передатчик и его мощность

Чем выше мощность передатчика, тем большая дальность передачи видеосигнала. В продаже есть модели на 25mW, 100mW, 200mW и так далее.

Особенность заключается в том, что для увеличения дальности в 2 раза, мощность должна возрасти в 4 раза. Соответственно, если передатчика на 200mW хватает для транслирования видео на расстояние в 1 км, то для организации передачи сигнала на 2 км придется брать 800mW передатчик. Далеко не всегда это нужно и оправданно, тогда как стоимость оборудования заметно возрастает, также, как и энергопотребление.

Видео-переключатель

Видео-переключатель окажется как нельзя кстати, если на модель квадрокоптера установлены 2 видеокамеры. Например, одна может быть курсовой, тогда как вторая может смотреть назад или вниз. Переключаясь, вы сможете выводить видео на монитор с разных источников.

Приемник

С приемником все несколько проще. Он может быть выполнен как в виде внешнего устройства с антенной и видеовыходом, так и быть встроенным в монитор, или в пульт управления. Приемник должен работать на одной частоте и на одном канале с передатчиком (обычно поддерживаются все 32 канала на 5.8 ГГц). К приемнику можно подключить дисплей, очки или шлем.

Антенны

Приобретая первый недорогой набор, пилот часто довольствуется теми антеннами, что идут в комплекте. В целом, если речь идет о полетах на небольшие расстояния, со своей задачей они справляются хорошо. Но если необходимо обеспечить лучшую дальность связи, штатные антенны меняются на более дорогие аналоги.

Типы

Самые простые штырьковые (всенаправленные) антенны обычно поставляются вместе с FPV оборудованием. Также существуют так называемые клеверные антенны, характеризующиеся небольшим усилением.

Наибольшей дальностью обладают патч антенны (спиральные антенны). Именно они используются в продвинутой аппаратуре управления.

Разъемы

Существует два разъема, с помощью которых антенны подключаются к передатчику и приемнику. Это может быть или SMA разъем, или RP-SMA разъем. Перед покупкой убедитесь в том, что разъемы на антеннах, передатчике и приемнике совместимы.

Очки и мониторы

Чем дороже монитор или очки, тем более качественную картинку они предоставляют. Простенький FPV монитор с небольшой диагональю, бликами, плохо читаемым текстом будет скорее мешать, чем помогать в управлении. Тоже самое справедливо и в отношении дешевых видео очков с низкой частотой и не самыми качественными экранами.
Для начала подойдет и самая простая модель монитора, но, если полеты вас по-настоящему увлекут, советуем смотреть в сторону оборудования от Fatshark.

OSD

OSD является чрезвычайно полезным устройством, благодаря которому можно получать техническую информацию о состоянии квадрокоптера. Небольшая OSD плата (on-screen-display) подключается к датчикам (скорости, напряжения аккумулятора, потребляемом токе, GPS и т.д.), расположенным на полетном контроллере. Также она подключается и к передатчику.

Пилот получает OSD информацию прямо на экран монитора или на очки. Он может добавлять или убирать отдельные показатели, если они ему не нужны.

Продвинутые модели квадрокоптеров могут быть оснащены собственными OSD платами (либо такая функциональность реализуется на плате полетного контроллера).

Про питание

Для того, чтобы FPV оборудование смогло функционировать, его необходимо подключить к источнику питания. Современные наборы требуют напряжения 12V. Соответственно, если на борту коптера установлена 3S батарея (11.1V), то от нее можно запитать и видеокамеру с передатчиком.

Регуляторы напряжения

В случаях, когда коптер оснащен аккумулятором 4S (16.4V) и больше, можно воспользоваться регулятором напряжения. Если регулятора нет, или не хочется подключаться к батарее беспилотника, устанавливается отдельный аккумулятор 3S.

Силовой фильтр

При подключении к энергетической системе коптера, на работу камеры и передатчика могут начать оказывать влияние помехи от моторов. В результате, изображение на экране будет изобиловать белыми полосками. Для борьбы с помехами используется силовой фильтр.

FAQ

В завершении нашей обзорной статьи об организации FPV на квадрокоптерах, мы ответим на несколько часто возникающих вопросов.

Где лучше расположить аппаратуру?

Если на квадрокоптере уже есть камера для видеосъемки, и вы собираетесь ее использовать для записи полетов, небольшую FPV камеру можно прикрепить прямо к ее корпусу.

Что касается антенны передатчика, то ее следует разместить как можно дальше от антенн коптера, чтобы они не создавали друг другу дополнительные помехи.

Что такое «желе»?

Эффект «желе» образуется из-за вибрации корпуса квадрокоптера, вызываемой работой винтов и моторов. Изображение как-бы немного дрожит или плывет. При трансляции видео с камеры эффект может быть незаметным. Но при просмотре записанного видео проявляется в полной мере (если нет гиростабилизированного подвеса).

Снимать видео без подвеса не рекомендуется из-за постоянных вибраций, негативно влияющих на качество картинки.

Что делать с аудиовыходом?

Аудиовыход как правило не используется, поэтому о нем можно смело забыть.

Преобразование видео частоты

Преобразование частоты может понадобиться в том случае, если встроенный в очки или в монитор приемник может функционировать только на частоте 5.8 ГГц, тогда как вы хотите работать на частоте, например, 1.2 ГГц. В этом случае пригодится специальный модуль для преобразования.

Можно ли вывести видео на смартфон?

Многие экшн-камеры, оснащенные Wi-Fi модулем, умеют транслировать видео на смартфон или планшет. Проблема в том, что дальность связи через Wi-Fi соединение весьма ограничена и не превышает 50-100 метров, в зависимости от условий.

Решить проблему с дальностью можно с помощью аналого-цифрового конвертора, но в этом нет большого смысла, так как возникает заметная задержка. За то время, что аналоговый сигнал будет конвертироваться в цифровой, коптер успеет оказаться в другом месте.

Как научиться летать?

Для начала следует освоить обычное управление квадрокоптером, привыкнуть к пульту, попробовать разные режимы полета и разные уровни расходов. Первые полеты дрона следует проводить на небольшом удалении от пульта, на невысокой скорости, на открытой местности без природных или искусственных преград. Освоиться с управлением помогут компьютерные симуляторы, хотя большинство пилотов предпочитают реальный опыт.

Вывод

Мы постарались подробно рассмотреть особенности выбора FPV оборудования, рассказали о наиболее важных параметрах и характеристиках, привели примеры готовых моделей FPV квадрокоптеров.

Управление с помощью видео от первого лица значительно отличается от привычного большинству пилотов управлению только через пульт. Оно дает возможность совершать дальние полеты, не опасаясь разбить коптер о внезапно возникшее препятствие. При использовании качественных комплектующих (в первую очередь, очков и камеры), пилот получает совершенно иной опыт. В этой дополненной реальности он уже не просто отдает команды, но и сам как-бы присутствует на борту летательного аппарата.

На этом мы завершаем статью об FPV на квадрокоптерах. Подписывайтесь на наши новые обзоры, делитесь полезными материалами в социальных сетях, и до новых встреч.

Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector