Дрон (часть 1)

Путь к дрону.
Часть 1

К 2017 году про квадрокоптеры или дроны слышал наверно каждый человек взаимодействующий с технологиями.
И перед началом моего повествования, давайте еще раз вспомним значения этих слов.

Беспилотный летательный аппарат (БПЛА, реже БЛА; в разговорной речи также «беспилотник» или «дрон», от англ. drone — трутень) — летательный аппарат без экипажа на борту. БПЛА могут обладать разной степенью автономности — от управляемых дистанционно до полностью автоматических, а также различаться по конструкции, назначению и множеству других параметров. Управление БПЛА может осуществляться эпизодической подачей команд или непрерывно — в последнем случае БПЛА называют дистанционно-пилотируемым летательным аппаратом (ДПЛА). Основным преимуществом БПЛА/ДПЛА является существенно меньшая стоимость их создания и эксплуатации (при условии равной эффективности выполнения поставленных задач) — по экспертным оценкам боевые БПЛА верхнего диапазона сложности стоят приблизительно $6 млн долл. США, в то время как стоимость сопоставимого пилотируемого истребителя составляет около 100 миллионов долларов. Недостатком БПЛА является уязвимость систем дистанционного управления, что особенно важно для БПЛА военного назначения.

Мультикоптер (англ. Multirotor, multicopter, многороторный вертолёт, многолёт) — это летательный аппарат построенный по вертолётной схеме с тремя и более несущими винтами.
Мультикоптеры имеют 3 или более винтов постоянного шага (автомата перекоса, в отличие от одно- и двухвинтовых аппаратов, нет). Каждый винт приводится в движение собственным двигателем. Половина винтов вращается по часовой стрелке, половина — против, поэтому рулевой винт мультикоптеру не нужен. Маневрируют мультикоптеры путём изменения скорости вращения винтов. Например:
ускорить все винты — подъём;
ускорить винты с одной стороны и замедлить с другой — движение в сторону;
ускорить винты, вращающиеся по часовой стрелке, и замедлить вращающиеся против — поворот.
Микропроцессорная система переводит команды радиоуправления в команды двигателям. Чтобы обеспечить стабильное зависание, мультикоптеры в обязательном порядке снабжают тремя гироскопами, фиксирующими крен аппарата. Как вспомогательный инструмент, иногда, также используется акселерометр, данные от которого позволяют процессору устанавливать абсолютно горизонтальное положение, и бародатчик, который позволяет фиксировать аппарат на нужной высоте. Также, применяют сонар для автоматической посадки и удержания небольшой высоты, а также для облёта препятствий. И самое главное — GPS-приемник, позволяющий записывать маршрут полёта заранее, с компьютера, а также, возвращать аппарат в точку взлёта, в случае потери управляющего радиосигнала, или снимать параметры полёта оперативно или потом.

[aesop_parallax height="300px" img="http://n0fate.ru/wp-content/uploads/2017/07/Phantom1.jpg" parallaxbg="on" parallaxspeed="1" caption="DJI Phantom 1" captionposition="bottom-left" lightbox="off" floater="off" floaterposition="left" floaterdirection="none" overlay_revealfx="off"]

 

Современные мультикоптеры используют бесколлекторные электродвигатели и литий-полимерные аккумуляторы в качестве источника энергии. Это накладывает определённые ограничения на их полётные характеристики: типичная масса мультикоптера составляет от 1 до 4 кг, при времени полёта от 10 до 30 минут (30—50 минут у уникальных единичных экземпляров). Поднимаемый полезный груз моделями мультикоптеров среднего размера и грузоподъёмности — от 500 г до 2—3 кг, что позволяет поднять в воздух небольшую фото или видеокамеру (обычно экшн-камера в более дешёвых моделях, либо зеркальные камеры в профессиональных). Существуют и достаточно крупные модели мультикоптеров, с количеством роторов порядка 6-8 (гекса и октокоптеры), способные поднять в воздух груз массой до 20-30 кг. Для увеличения грузоподъёмности применяют соосное расположение несущих роторов, что в случае гексакоптера, например, даёт 12 моторов и 12 пропеллеров, расположенных попарно на 6 несущих лучах. Скорость полёта мультикоптера может быть от нуля (неподвижное висение в точке) до 100—110 км/ч. Запас энергии батарей позволяет отдельным моделям мультикоптеров улетать на расстояние до 7-12 км, на практике же радиус действия (максимальное расстояние, на которое они способны улететь с последующим возвратом в точку взлёта) обычно ограничено прямой видимостью (100—200 м при ручном управлении) либо дальностью действия аппаратуры радиоуправления и видеолинка. При этом лучшие образцы подобной аппаратуры, использующие усилители мощности радиосигнала и систему направленных антенн, способны обеспечивать стабильные радиоуправление и видеолинк на расстояния до 100 км. Таким образом, наибольшее ограничение на радиус действия мультикоптеров накладывает именно время полёта.
Эти ограничения приводят к тому, что мультикоптеры обычно используются как аппараты «ближнего радиуса действия»: для любительских полётов недалеко от себя, для фото-видеосъёмки близко расположенных объектов и т. д. Для сравнения, беспилотные самолёты с аккумулятором аналогичной ёмкости могут улетать на 10—15 км при высоте полёта 1—2 км.

Для тех, кто хочет стать обладателем квадрокоптера есть два пути: купить готовый квадрокоптер готовый к полетам из коробки, так называемый ReadyToFly (RTF) и набор для самостоятельной полной или частичной сборки.

Оба пути имеют свои плюсы и минусы, а также различные варианты с различной стоимостью.

[aesop_parallax height="300px" img="http://n0fate.ru/wp-content/uploads/2017/07/Phantom2.jpg" parallaxbg="on" parallaxspeed="1" caption="DJI Phantom 2" captionposition="bottom-left" lightbox="off" floater="on" floaterposition="left" floaterdirection="none" overlay_revealfx="off"]

Для начала наверно лучше все таки готовый вариант, к такому мнению я пришел спустя некоторого времени изучения данного вопроса и свирбления-желания стать обладателем дрона.

После этого встает второй вопрос или одновременно с первым, а какой именно квадрокоптер хочется: гоночный или для съемок. Конечно видеоряд можно получить и с гоночного, но есть очевидные технические ограничения.

Я для себя решил начать с варианта для съемок. Он более дружелюбен для новичка, имеет кучу электроники для стабилизации полета и т.д.

В данным вариантом ответов в голову приходит очевидный ответ “DJI”. Для тех кто не в теме небольшая справка.

SZ DJI Technology Co., Ltd. (Dajiang Innovation Technology Co., кит. 大疆创新科技有限公司) — китайская частная компания, производитель мультикоптеров, микроконтроллеров, видеооборудования. Один из пионеров и лидер рынка беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), инноватор на рынке летающих дронов, контроллеров для БПЛА и оборудования для стабилизации видеосъёмки. Штаб-квартира компании расположена в Шэньчжэне.

История компании
Первые замыслы, эксперименты и опыты со сборкой прототипов, отдалённо напоминающих будущую продукцию компании, начались в стенах студенческого общежития в Гонконге в 2006 году. Увлечение основателя компании (в то время студента факультета электронной инженерии Гонконгского университета науки и технологий) Ван Тао беспилотными летательными аппаратами (БПЛА) привело к единичному производству первых «прототипов» стоимостью около 6000 долларов, которые были востребованы в основном различными организациями, проводившими опыты с летающими дронами. Первые серийные контроллеры, которые помогали БПЛА летать по заданному на карте маршруту с помощью спутниковой навигации и возвращаться в точку взлета (XP3.1 WayPoint) были выпущены в 2010 году и поступили в продажу по очень высокой цене — около 10 тысяч долларов. Персонал компании составлял в 2010 году 10 — 20 человек, а выручка была всего несколько сот тысяч долларов.

Попытки совершенствования аппаратов и удешевления конечного продукта в период с 2006 по 2013 годы привели к появлению более массовых моделей дронов, стоимостью меньше 800 долларов, что вызвало неожиданный для основателя компании массовый спрос на них и привело к резкому увеличению продаж, в том числе и среди не специалистов, а людей, просто желающих купить «летающую камеру». Компания сделала упор на простоту использования и управления дронами и это предопределило массовый спрос.

В 2013 году компания представила на рынок флагманскую модель квадрокоптера Phantom. Благодаря ей удалось закончить год с выручкой в 130 млн долларов. А уже в 2014 году было продано около 400 000 штук этой модели. Оборот 2015 года составил 500 млн долларов. В отличие от многих китайских технологических компаний, DJI не производит устройства на основе чужих конструкций, не заимствует технологии у кого-либо, а сама является новатором на рынке БПЛА. В связи с этим и с тем, что рынок дронов очень энергично развивается, пресса часто проводит параллели между DJI и компанией Apple или называет DJI — «Apple среди дронов».

Основными ключевыми лицами для компании в момент её становления были в первую очередь сам Ван Тао (45 % акций DJI) и его соратники — Колин Гвинн — руководитель Американского филиала по сбыту (покинул компанию из-за конфликта с Ван Тао после судебных разбирательств в 2013 году), Ли Цзэсян — профессор робототехники (получил 10 % акций, назначен председателем совета директоров компании), Лю Ди — друг семьи Вана (вложил в компанию в 2006 году $90 000, владеет 16 % акций), Свифт Цзясе — лучший университетский друг Вана (ради поддержки компании продал квартиру, получил 14 % акций).

 

 

[aesop_parallax height="300px" img="http://n0fate.ru/wp-content/uploads/2017/07/DJI.jpg" parallaxbg="on" parallaxspeed="1" captionposition="bottom-left" lightbox="off" floater="off" floaterposition="left" floaterdirection="none" floaterdistance="33%" overlay_revealfx="off"]

Phantom, Phantom 2, Inspire, Phantom 3, Phantom 4, Mavic Pro, Inspire 2, Spark — это самые известные творения DJI которые наверно пока являются примером для конкурентов.
Это конечно хорошо, но после просмотра ценников, мое земноводное схватило за горло и не отпускало.

В 2016 году Xiaomi анонсировала свой дрон названный незамысловато, Mi Drone ;).

Узнав ценник я смог начать переговоры с жабой. Но первые обзоры стали сгущать тучи. После полугода с начала продаж Mi Drone’а многие недостатки устранили, кроме достаточно непредсказуемой системой размещения nofly зон. Весной начали появляться хорошие варианты приобретения Mi Dronе’а по адекватной цене. Земноводное успокоилось и вот настал момент, дрон в корзине онлайн магазина, нажимаем купить и… появляется сообщение: “Данный товар не может быть отправлен в вашу страну.” Весной Smart Orange открыла “официальные” магазины Xiaomi в России. И попросила таможню РФ не пускать “серую” продукцию. На эту тему можно долго рассуждать и приводить кучу законов и доказать неправомерность действий таможни РФ. Но это выходит за рамки данного повествования. Через месяц все пришло на свои круги. И продукция Xiaomi стала снова доставляться в Россию. Но запал прошел. И самое главное DJI анонсировали новую модель Phantom 3 SE и я об этом узнал.

Продолжение следует...