Unmanned aerial vehicle control system. Pagkontrol ng drone (UAV) o "mga manlalaro sa digmaan"

PANIMULA

1. PANGUNAHING SULIRANIN NG PAGTIYAK SA KALIGTASAN NG UAV FLIGHTS SA COMMON AIRSPACE.

1.1. Mga lugar ng paggamit at mga gawain na ginagawa ng mga UAV para sa interes ng isang ekonomiya sa merkado.

1.2. Mga kinakailangan para sa pagtiyak ng kaligtasan ng mga flight ng UAV sa pangkalahatang airspace.

1.3. Pag-uuri ng mga unmanned aerial na sasakyan.

1.4. Mga paraan ng pagkontrol ng UAV.

Mga konklusyon sa unang seksyon.

2. PAMAMARAAN PARA SA PAGSUBAYBAY AT PAGKONTROL NG UAV MOVEMENT SA COMMON AIR SPACE.

2.1 Teknikal na pagpapatupad ng mga prinsipyo ng awtomatikong umaasa na pagsubaybay sa broadcast mode.

2.2 Pagtiyak ng integridad kapag gumagamit ng ADS.

2.3. Mga isyu sa kaligtasan ng paglipad.

2.4. Teoretikal na katwiran para sa paggamit ng ADS.

2.5. Mga pamamaraan at algorithm para sa pagpigil sa potensyal mga sitwasyon ng salungatan sa paglahok ng mga UAV.

2.5.1. Paglutas ng mga potensyal na sitwasyon ng salungatan sa pamamagitan ng pagmamaniobra sa pahalang na eroplano.

2.5.2. Paglutas ng mga potensyal na sitwasyon ng salungatan sa pamamagitan ng pagmamaniobra sa patayong eroplano.

Mga konklusyon sa ikalawang seksyon.

3. PAGBUO NG CONTROL AT NAVIGATION SYSTEM PARA sa mga UAV

3.1. Pagbuo ng mga kagamitan sa control at navigation system para sa mga UAV.

3.2. Mga pangunahing prinsipyo ng pagpapatakbo ng sistema ng kontrol ng UAV

3.3. Application ng ADS-B mode 4 data link upang kontrolin ang mga UAV sa pangkalahatang airspace.

3.4. Mga kinakailangan para sa layunin ng autopilot module kapag kinokontrol ang isang UAV.

Mga konklusyon sa ikatlong seksyon.

4. UAV CONTROL AND MANAGEMENT COMPLEX.

4.1. Layunin, pag-andar at komposisyon ng complex.

4.2. Organisasyon ng kontrol at pamamahala ng mga UAV.

4.3. Layunin, komposisyon at pagpapatakbo ng on-board monitoring at control equipment para sa mga UAV.

4.4. Istraktura ng interface ng operator ng UAV monitoring at control complex.

Mga konklusyon sa ikaapat na seksyon.

Panimula ng disertasyon (bahagi ng abstract) sa paksang "Mga paraan para sa pagkontrol ng mga unmanned aerial na sasakyan sa karaniwang airspace gamit ang impormasyon ng flight na may awtomatikong umaasa na pagsubaybay"

Konklusyon ng disertasyon sa paksang "Navigation at air traffic control", Tokarev, Yuri Petrovich

Listahan ng mga sanggunian para sa pananaliksik sa disertasyon Kandidato ng Teknikal na Agham Tokarev, Yuri Petrovich, 2011

Pakitandaan na ang mga siyentipikong teksto na ipinakita sa itaas ay nai-post para sa mga layuning pang-impormasyon at nakuha sa pamamagitan ng pagkilala orihinal na mga teksto disertasyon (OCR). Kaugnay nito, maaaring maglaman ang mga ito ng mga error na nauugnay sa mga hindi perpektong algorithm ng pagkilala. SA Mga PDF file Walang ganoong mga pagkakamali sa mga disertasyon at abstract na aming inihahatid.

UAV – unmanned aerial vehicle. Tinatawag din silang drone (mula sa English drone) o simpleng drone. Sa katotohanan, walang mga drone. Ang anumang UAV ay may sariling pilot operator, at ang ilang drone ay may dalawa o tatlong operator. SA sa kasong ito, ang terminong “unmanned” ay nangangahulugan na ang piloto ay wala sa sasakyang panghimpapawid. Ngunit ang isang reconnaissance o attack drone ay kontrolado pa rin ng isang tao.

Ang paggamit ng mga UAV sa mga salungatan sa militar na kinasasangkutan ng hukbong Amerikano ay tumaas nang maraming beses sa mga nakaraang taon. Kaugnay nito, ang Kongreso ng US noong 2013 ay nagplano na magpakilala ng isang medalya na "Para sa Espesyal na Merit ng Militar", na dapat na iginawad sa mga operator ng drone at mga espesyalista ng mga yunit ng cyber ng labanan na nakibahagi sa mga salungatan sa militar. Ngunit ang matuwid na galit ng mga tunay na beterano, mga kalahok sa mga tunay na laban, ay napakahusay na ang medalya ay tahimik na kinansela nang walang labis na kagalakan. Ito ay nagsasalita, una, ng sari-sari na pagtaas sa partisipasyon ng mga operator sa mga operasyong pangkombat, at, pangalawa, ng isang salungatan sa paggawa ng serbesa sa UAV-operator system.

Kaya ano ang isang drone operator? Isang lalaking militar na gumagawa ng mga responsableng desisyon tungkol sa paggamit ng mga armas? O isa lang itong gamer na halos kinokontrol ang isang mamahaling laruan mula sa malayo? Ang layunin ng drone ay hindi ilagay sa panganib ang taong nakaupo sa sabungan. Sa katunayan, walang pisikal na panganib sa isang operator na matatagpuan maraming milya mula sa larangan ng digmaan. Gayunpaman, tulad ng natuklasan ng mga Amerikanong psychologist at doktor, ang isang UAV operator na nagsagawa ng mga operasyong pangkombat gamit ang mga armas ay napapailalim sa malubhang sikolohikal na stress. Siya ay madaling kapitan ng mga post-traumatic syndrome, tulad ng isang sundalo na direktang nakibahagi sa mga operasyong pangkombat. Gaano man ka-automate ang drone, responsable ang mga tao sa mga aksyon nito at sa paggamit ng mga armas. Ang karanasan sa pagpapatakbo ng operational-tactical unmanned aircraft system (UAS) ay nagpakita na ang isang pangkat ng tatlong tao ay pinakaepektibo para sa kontrol at paggawa ng desisyon.

Ang una ay ang piloto mismo, na kumokontrol sa UAV, ang pangalawang miyembro ng koponan ay ang operator ng mga sistema ng labanan. Kasama sa kanyang mga responsibilidad ang pagtuklas, pagtukoy ng target, at paggawa ng desisyon sa paggamit ng mga armas. At ang ikatlong miyembro ay isang operator ng mga intelligent system, na may karanasan sa pagkontrol sa mga UAV at nagmamay-ari ng mga intelligent na support system para tulungan ang piloto, at may mahusay na reaksyon sa paggawa ng mga desisyon. Ang pangkat na ito, kasama ang mga workstation nito, ay nagkakaisa sa isang lokal na network at matatagpuan sa parehong silid ng operator.

Ang kwarto ay mobile at nilagyan ng lahat ng kinakailangang multifunctional na kontrol, multifunctional na monitor, at manual na kontrol. Kasama sa mga kontrol ng kamay ang airplane hand grips at flysticks sa estilo ng mga joystick ng laro. Sa kabila ng malaking bilang makabagong kagamitan, malinaw na hindi ito sapat para sa malaking halaga ng papasok at naprosesong impormasyon. Ito ay lubos na naiintindihan ng mga piloto na alam ang pagkakaiba sa pagitan ng isang flight simulator at isang tunay na flight. Gaano man kaperpekto ang isang flight simulator o trainer, mayroon itong isang makabuluhang disbentaha, ang tinatawag na "sensory hunger". Ito ay, una sa lahat, ang kawalan ng labis na karga na nararamdaman ng piloto sa kanyang "ikalimang punto" sa panahon ng paglipad.

Ang isang mailap na pagbabago sa espasyo ng isang sasakyang panghimpapawid ay agad na nagiging malinaw sa isang bihasang piloto dahil mismo sa napakakilalang "ikalimang punto" na ito, at hindi ito isang anekdota, ang may-akda ng mga linyang ito ay nakaranas mismo ng pakiramdam na ito. Ang isang maliit na patayo o lateral load ay higit na nagsasalita tungkol sa paglipad kaysa sa lahat ng pinagsama-samang instrumento. Kaya, ang UAV operator ay pinagkaitan lamang ng mga sensasyong ito. Kung idaragdag natin dito ang kakulangan ng tunog ng makina, at ang kawalan ng kakayahang mag-alis ng isang instant na sulyap sa kaliwa at kanan, pataas at pabalik, ang terminong "sensory starvation" ay nagiging malinaw. Ang paggawa sa feedback ng UAV-pilot ay puspusan na ngayon. Halimbawa, ang pag-alog ng larawan sa screen at ang vibration ng flystick ay maaaring sabihin sa operator na ang sasakyang panghimpapawid ay pumapasok sa isang turbulence zone, ito ay magpapahintulot sa kanya na mas mabilis na tumugon sa isang hindi kanais-nais na sitwasyon sa paglipad.

Sa una, ang mga operator ay kinuha mula sa mga dati o kasalukuyang piloto. Ngunit sa paglipas ng panahon, naging malinaw na sa mga tuntunin ng bilis ng reaksyon, nang hindi naramdaman ang "ikalimang punto," naging malinaw na ang mga propesyonal ay makabuluhang mas mababa sa mga ordinaryong manlalaro na may karanasan sa mga flight simulator sa mga computer o game console, tulad ng Playstation o XBox . Ang mga operator na natututong mag-pilot ng mga UAV, gaya ng sinasabi nilang "mula sa simula," ay mabilis na nakabisado ang kumplikadong kagamitan at mga kontrol ng sasakyang panghimpapawid, kabaligtaran sa mga piloto na mas maraming pagkakamali at mas mabagal na natuto.

Ngunit sa bagay na ito, ang isang problema ay lumitaw hindi sa isang teknikal na kalikasan, ngunit sa isang moral at etikal. Sa loob ng maraming taon, ang isang propesyonal na piloto ng militar ay hindi lamang nag-master ng kumplikadong teknolohiya ng aviation, naghahanda din siyang gumawa ng mga responsableng desisyon sa matinding kondisyon ng labanan. Malinaw niyang nauunawaan ang buong saklaw ng responsibilidad para sa paggamit ng mga sandata ng militar, para sa kontrol ng isang napakamahal na sasakyang panghimpapawid. Siya mismo ay nasa kapal ng mga bagay, nakalantad sa panganib, para sa kanya ito ay hindi virtual reality. Ang isang sibilyang operator na na-recruit para sa serbisyo ng mga manlalaro ay hindi palaging alam ang linya sa pagitan ng virtual at tunay na espasyo. Para sa kanya, nananatili ang aspeto ng laro ng pagkontrol sa isang multimillion-dollar drone. Ngayon ay mayroong sampung antas ng automation sa "operator-UAV" system. Mula sa ganap na kontrol at paggawa ng lahat ng desisyon ng isang operator ng tao, upang makumpleto ang awtonomiya ng drone, kung saan ang isang tao ay isang tagamasid lamang na hindi gumagawa ng anumang mga desisyon. Kung sa unang opsyon ang lahat ng moral at ligal na responsibilidad para sa pag-isyu ng utos na "apoy" ay ganap na pinapasan ng isang tao, pagkatapos ay sa pangalawang pagpipilian ito ay awtomatiko, isang robot. At pagkatapos ay ang mga kaso ng pagkabigo o malfunction ay maaaring humantong sa nakamamatay na mga kahihinatnan. Sa kasalukuyan, ang mga laboratoryo ng US ay nagsasagawa ng pananaliksik at pagbuo ng isang voice interface para sa komunikasyon sa pagitan ng isang operator at isang robotic drone. At upang makagawa ng isang responsableng desisyon na gumamit ng mga armas, maaari silang bumuo ng isang magkasanib na desisyon, na dati nang "tinalakay" ang sitwasyon.

Sa ngayon, nagpapatuloy ang trend para sa human operator na maging mas responsable para sa mga desisyong ginawa. Kahit na ang landing ng mabibigat na multifunctional UAV ay isinasagawa ng operator. Ang mga drone ay madaling kapitan ng mas matarik na glide path sa landing, mas matataas na G-force at mas mahirap na pakikipag-ugnayan sa runway, na kadalasang humahantong sa pagkabigo ng mga take-off at landing device, o simpleng landing gear. At ngayon, ang mga UAV ay pangunahing nakarating ng mga pilot operator, dahil ang halaga ng isang mabigat na drone ay sampu-sampung milyong dolyar.

Sa pamamagitan ng 2030, pinlano na bumuo ng isang ganap na autonomous robotic drone na gumagawa ng lahat ng desisyon nang awtomatiko, kabilang ang pagpili ng isang target at paglulunsad ng isang combat strike. Samantala, ang nangungunang lugar sa kontrol ng UAV ay inookupahan pa rin ng isang tao, isang piloto, isang operator na alam ang buong saklaw ng responsibilidad para sa buhay ng isang tao.

Valery Smirnov lalo na para sa

Ang arkitektura para sa pagbuo ng isang sistema ng nabigasyon para sa mga unmanned aerial na sasakyan ay maaaring magkakaiba, depende sa mga kinakailangan at ang mga pangunahing gawain ay tinatalakay sa ibaba.

Tulad ng ipinapakita ng karanasan sa pagbuo ng mga unmanned aerial vehicle, mayroong dalawang pangunahing elemento sa UAV control loop. Ang una ay executive, i.e. ito ang mismong glider planta ng kuryente at mga mekanismo ng pagpipiloto. Ang pangalawa ay isang koponan.

Ito ang elementong nagtatakda ng gawain para sa paglipad, gumagawa ng desisyon, kung kinakailangan, na baguhin ang programa ng paglipad, at itinatama ang paggalaw ng sasakyang panghimpapawid kapag lumihis ito mula sa ibinigay na tilapon.

Kapag gumagawa ng isang UAV control complex, ang command element o bahagi nito ay dadalhin sa labas ng sasakyan at konektado sa actuator element sa pamamagitan ng transmission line.

Ang pinakamalaking paghihirap ay lumitaw kapag bumubuo ng isang control system (CS). Ito ay dahil sa ang katunayan na ang UAV ay dapat magsagawa ng mga gawain sa ilalim ng autonomous na mga kondisyon ng paglipad, at samakatuwid ay may kumpletong functionally closed control system. Bilang karagdagan, ang maliit na sukat at bigat ng mga UAV ay humahantong sa pagtaas sa bilang at hanay ng mga panlabas na impluwensya sa mga bagay na ito kumpara sa umiiral na sasakyang panghimpapawid, at, samakatuwid, higpitan ang mga kinakailangan para sa base ng control element. Sa pagsasaalang-alang na ito, dapat malutas ng sistema ng kontrol ang mga sumusunod na gawain:

pagpapapanatag ng mga parameter ng paggalaw ng bagay na may kaugnayan sa panlabas na pagkagambala ng iba't ibang kalikasan;

pagsusuri ng panlabas na data sa pamamagitan ng on-board na paraan at pagpapasiya ng isang priority target depende sa gawaing itinalaga sa UAV;

pagkalkula ng pinakamainam na tilapon ng paggalaw upang mabawasan ang oras ng paggalaw at pagkonsumo ng mga mapagkukunan ng UAV;

kontrol ng tamang pananatili ng trajectory;

tinitiyak ang pagpapahintulot sa kasalanan ng control object o pag-compensate para sa mga pagbabago sa mga katangian nito sa pamamagitan ng on-board na paraan;

Dapat itong bigyang-diin na ang pangunahing pag-andar na nalutas ng control system ay upang kontrolin ang paggalaw ng sentro ng masa (tatlong control channel) at ang mga angular na paggalaw ng UAV na may kaugnayan sa sentro ng masa (tatlong control channel). Kung hindi kinakailangan na tumpak na mapanatili ang paggalaw ng sasakyang panghimpapawid kasama ang isang naibigay na tilapon, kung gayon ang mga angular na paggalaw lamang nito ang kinokontrol.

Ang kontrol ng mga angular na paggalaw ay nagsisiguro ng isang napaka-espesipikong posisyon ng UAV sa espasyo na may kaugnayan sa bilis ng vector ng sentro ng masa. Tinitiyak ng pagkontrol sa paggalaw ng sentro ng masa ang paglipad kasama ang pinakamahusay (pinakamainam) na tilapon, halimbawa, kasama ang pinakamaikling landas sa pinakamaikling panahon.

Kaya, ang pagkontrol sa paglipad ng isang UAV ay bumababa sa pagkontrol sa mga parameter ng paggalaw nito: angular coordinates, angular velocities at accelerations, linear coordinates (range, altitude, lateral movement), atbp.

Ang mga kasalukuyang control system ay nahahati sa autonomous at non-autonomous. Bilang karagdagan, ang pinagsamang mga sistema ng kontrol ay maaaring maiuri sa isang hiwalay na grupo. Ang isang tampok ng mga autonomous control system ay ang mga motion control signal ay nabuo ng mga kagamitan na ganap na nakasakay, at ang kagamitang ito ay hindi tumatanggap ng anumang impormasyon mula sa control point pagkatapos ng paglunsad. Ang mga autonomous control system ay gumagana ayon sa isang paunang natukoy na programa. Kapag gumagamit Mayroong dalawang mga pamamaraan para sa pagkuha ng mga signal ng kontrol. Posibleng kalkulahin nang maaga bago ang paglulunsad kung paano dapat magbago ang pangunahing mga parameter ng paggalaw ng UAV (bilis, anggulo, atbp.), Na tumutukoy sa tilapon ng paggalaw, sa paglipas ng panahon.

Ang nakuha na mga function ng oras ay ipinasok sa mga espesyal na aparato ng control system bilang tinukoy na mga halaga o mga programa. Matapos ang paglulunsad, sa panahon ng paglipad ng UAV, ang kasalukuyang (aktwal) na mga halaga ng tinukoy na mga parameter ay patuloy na binago ng kaukulang mga aparato. Inihahambing ng sistema ng kontrol ang kinakalkula na mga halaga ng parameter sa kasalukuyang mga halaga at, kung hindi sila pantay, bumubuo ng naaangkop na mga signal ng kontrol.

Kaya, ang sitwasyon ay maaaring nahahati sa tatlong kondisyonal na kategorya. Ang una ay ang pinakasimpleng kaso ng pagsubaybay. Ang gawain ng system ay ayusin ang lokasyon ng isang bagay na may sanggunian sa oras. Ang pangalawa ay extension ng una. Bukod dito, bilang karagdagan sa pagmamasid, ang system ay bumubuo ng isang tugon sa loob ng sarili nito (alarm, isang hanay ng mga pamamaraan sa pagkalkula, ang pagbuo ng isang panloob na utos).

Sa kasong ito, ang oras upang bumuo ng isang tugon at upang maisagawa ito ay bale-wala kumpara sa discreteness ng lokasyon ng bagay. Ang ikatlong kategorya ay ang paglipat ng data na kinakalkula sa pangalawang kaso pabalik sa sasakyang panghimpapawid. Halimbawa, upang maitama ang paggalaw nito. Dito idinaragdag ang mga oras para sa pagpapadala ng mga coordinate mula sa sasakyang panghimpapawid patungo sa observation point, pagbuo ng command at pagpapadala ng command pabalik sa sasakyang panghimpapawid.

Isaalang-alang natin ang lokasyon ng command element sa control point.

Isa sa mga paraan ng pagkontrol ng UAV ay aerobatics (Larawan 1.2).

Impormasyon sa video Natatangi solusyon sa software tumutulong sa mga customer na epektibong pamahalaan ang kahit na isang malaking bilang

mga unmanned aerial vehicle (UAV), o drone. Aerial photography, video surveillance, survey ng malalawak na teritoryo, environmental monitoring - malayo ito buong listahan
mga gawain na nagiging mas madali sa paggamit ng mga drone. Upang ma-unlock ang buong potensyal ng mga drone, ang kanilang mga operator ay dapat magkaroon ng isang maginhawang tool sa kanilang pagtatapon upang subaybayan at kontrolin ang UAV.

Nag-aalok ang CROC sa mga customer ng isang universal control system na sumusuporta sa halos lahat ng unmanned system at mga autopilot na available sa civilian market: DJI, MavLink-compatible, Yuneec, Mikrokopter, Microdrones.

Koordinasyon ng magkakasabay na paggalaw ng maramihang mga unmanned aerial na sasakyan para sa pag-aayos ng mga palabas sa ilaw at pyrotechnic

• Mga function ng solusyon
• Kontrol ng isa o higit pang mga UAV, pagtanggap at pag-record ng telemetry, abiso ng operator tungkol sa mapanganib na kalapitan ng mga drone sa iba pang mga kalahok sa trapiko sa himpapawid

• Sabay-sabay na gawain ng ilang mga operator, nababaluktot na pagsasaayos ng mga senaryo ng kontrol, paghahati ng mga function sa pagitan ng mga miyembro ng koponan
• Pagsasama sa mga awtomatikong umaasa na surveillance-broadcasting (ADS-B) system

Mga tampok ng solusyon

Ang unibersal na arkitektura ay nagbibigay-daan sa iyo upang ikonekta ang mga drone gamit ang iyong sariling control at telemetry protocol, mabilis at madaling magdagdag ng mga bagong device nang walang malakihang mga pagbabago sa software - sa labas ng kahon, ang system ay pamilyar sa mga device mula sa mga pangunahing nangungunang tagagawa ng robotics. Ang solusyon ay scalable at modular upang suportahan ang mga bagong control protocol at mga uri ng payload.

Ang iba't ibang mga sitwasyon ay nagbibigay-daan sa isa o higit pang mga operator na magtrabaho kasama ang system, kontrolin ang isa o higit pang mga UAV, at ibahagi ang kontrol sa paggalaw at payload ng UAV sa pagitan ng mga operator. User Interface maaaring i-standardize para sa isang partikular na uri ng device. Ang simulation mode ay nagbibigay-daan sa iyo upang ayusin ang pagsasanay, pagsasanay ng mga UAV operator at magsagawa ng mga pagsusulit.

Salamat sa suporta ng ganap na three-dimensional na kartograpya at mga algorithm sa pagpaplano ng tilapon, posible na lumikha ng mga ruta na isinasaalang-alang ang lupain, mga hadlang at mga pinaghihigpitang lugar, mga ruta sa airspace ng Russian Federation, na makikita sa isang digital terrain model. Binubuo ang mga gawain gamit ang mga karaniwang maniobra: tuwid na paggalaw, bilog, "ahas", "kahon", perimeter flight, aerial photography na may tinukoy na mga parameter ng overlap at resolution. Kapag naghahanda ng mga gawain, maaaring sukatin ng mga operator ang mga distansya at lugar, suriin ang mga lugar na direktang nakikita ng radyo, magplano ng iba't ibang mga aksyon sa ilang partikular na mga segment ng ruta: pagpihit ng camera, pagbaril sa isang punto ng interes, pagbaba ng kargamento, atbp. Sa pare-parehong mode, ang Ang profile ng altitude ay sinusubaybayan ayon sa ruta.

Depende sa uri ng payload, ang mga UAV ay maaaring mangolekta ng malalaking volume ng mga materyal sa larawan at video, radiation at environmental reconnaissance data, at iba pang impormasyon tungkol sa kapaligiran na naka-link sa isang modelo ng paggalaw na may mga coordinate at oryentasyon sa kalawakan. Sa kahilingan ng customer, maaaring baguhin ang system upang mangolekta ng impormasyon mula sa mga panlabas na system at electronic chips (lokasyon ng mga tauhan, stationary at mobile na kagamitan, mga bagay mula sa awtomatikong umaasa na surveillance-broadcast system). Ang pagkuha ng impormasyon sa pagpapatakbo at pagpapakita ng mga target na bagay sa mapa ay nagpapataas ng bilis ng pagtatasa ng mga senaryo ng pag-unlad at mga gawain sa pagpaplano. Maaaring i-save ang lahat ng data ng telemetry para sa karagdagang pagsusuri at pagsusuri.

Ano ang isang unmanned aerial vehicle at paano gumagana ang mga drone? Makakakita ka ng mga sagot sa mga tanong na ito sa artikulong ito.

Dapat sabihin kaagad na ang mga drone ay patuloy na umuunlad: ang mga bagong teknolohiya at pamumuhunan sa segment na ito ay humahantong sa mga advanced na modelo na lumilitaw bawat buwan.

Sinasaklaw ng teknolohiya ng UAV ang lahat mula sa aerodynamics ng device at mga materyales para sa paggawa nito hanggang sa mga naka-print na circuit board, microcircuits, software, na sama-samang bumubuo sa utak ng drone.

Isa sa pinaka mga sikat na modelo sa merkado ay ang DJI Phantom 3. Ang drone na ito ay in demand sa mga taong sangkot sa aerial photography. Bagama't medyo luma na ngayon, gumagamit ito ng marami sa mga advanced na teknolohiya na makikita sa mga pinakabagong modelo ng UAV. Tamang-tama ang device na ito bilang sample para ipaliwanag kung paano gumagana ang klase ng mga device na ito.

Ngayon ang mga bagong high-tech na drone ay lumitaw sa merkado, tulad ng Inspire 2. Ang bilis ng pag-unlad ng teknolohiya ay kamangha-manghang.

Paano gumagana ang mga UAV?

Ang isang tipikal na unmanned aerial vehicle ay gawa sa magaan na composite na materyales: nakakatulong ito na mabawasan ang bigat ng katawan at mapataas ang kakayahang magamit ng device. Ang mga katangian ng naturang mga materyales ay nagpapahintulot sa mga drone ng militar na lumipad sa napakataas na altitude.

Ang mga drone ay nilagyan ng iba't ibang mga teknolohiya, tulad ng mga infrared camera, GPS at mga laser (sa mas malaking lawak, partikular na nalalapat ito sa mga modelo ng militar). Ang mga drone ay maaaring kontrolin ng isang remote control system, kung minsan ay tinatawag na ground cockpit. Iyon ay, maaari nating sabihin na ang UAV ay binubuo ng 2 bahagi: ang drone mismo at ang control system nito.

Ang ilong ng drone ay kung saan matatagpuan ang mga sensor at navigation system nito. Ang lahat ng iba pa ay matatagpuan sa "katawan" ng device. Ang pinagsama-samang materyal na kung saan ginawa ang mga aparato, bilang karagdagan sa liwanag nito, ay may kakayahang sumipsip ng panginginig ng boses.

Mga uri at sukat ng mga drone

Pinakamaraming pumapasok ang mga UAV iba't ibang laki, na ang pinakamalalaki ay madalas na ginagamit para sa mga layuning militar, gaya ng Predator. Kasunod nila ang mga medium-sized na drone na may mga nakapirming pakpak, na nangangailangan ng isang maliit na runway upang lumipad. Ang ganitong mga modelo ay ginagamit upang masakop ang malalaking lugar, halimbawa, para sa geographic surveying o pakikipaglaban sa mga mangangaso.

Kahit na ang mas maliliit na modelo ay tinatawag na VTOL drone. Karamihan sa kanila ay quadcopter. Ang mga drone na ito ay may kakayahang mag-alis at mag-landing nang patayo. Ang abbreviation na VTOL ay nangangahulugang "vertical takeoff and landing." Halimbawa, ang isang maliit na drone tulad ng DJI Spark ay maaaring ilunsad mula sa iyong palad.

Paghanap ng iyong lokasyon at pag-uwi

Marami sa mga pinakabagong UAV ay nilagyan ng dalawang global navigation system (GNSS), kabilang ang GPS at GLONASS. Ang mga drone ay maaaring lumipad gamit ang GNSS o walang tulong ng mga satellite. Halimbawa, ang mga DJI device ay maaaring lumipad sa P-Mode (GPS at GLONASS) o ATTI, na hindi gumagamit ng satellite navigation.

Napakahalaga ng high-precision navigation para sa mga drone na nakikibahagi sa pagmamapa, gayundin para sa mga drone na nagsasagawa ng mga search and rescue mission.

Kapag binuksan mo ang quadcopter sa unang pagkakataon, hahanapin at makikita nito ang mga GNSS satellite. Ang sistema ng GNSS ay gumagamit ng teknolohiyang Satellite Constellation (satellite constellation). Ang prinsipyo ng pagpapatakbo nito ay upang i-coordinate at i-synchronize ang lahat ng satellite, na nagbibigay-daan dito upang masakop ang buong saklaw na lugar nang hindi umaalis sa anumang "blind spot."

Kapag naka-on ang device, ipapakita ang teknolohiya ng radar ng UAV sa remote control remote control(RC) ang sumusunod na impormasyon:

• Mga alerto na may sapat na bilang ng mga GNSS satellite ang natukoy at handa nang lumipad.
• Ang kasalukuyang posisyon ng drone na may kaugnayan sa piloto.
• Pagre-record ng panimulang punto para sa Return Home function.

Karamihan sa mga modernong drone ay may tatlong uri ng tampok na ito:

• "Bumalik sa bahay" sa pamamagitan ng utos ng piloto na pinindot ang kaukulang button sa remote control o sa application.
• Mababang antas ng baterya na nagiging sanhi ng pagbabalik ng drone.
• Pagkawala ng signal sa pagitan ng UAV at ng remote control: sa kasong ito, babalik din ang device sa orihinal nitong posisyon.

Halimbawa, ang isang drone na gumagamit ng opsyon na RTH (Return to Home) ay makakatuklas ng lahat ng mga hadlang sa daanan ng pagbalik nito at aktibong maiiwasan ang mga ito. Sa mababang kondisyon ng ilaw, gagana ang RTH function na ganito:

• Kapag may nakitang balakid, bumagal ang drone.
• Siya ay huminto at nagsimulang mag-hover mula sa gilid hanggang sa gilid at pataas at pababa hanggang sa makahanap siya ng isang paraan sa paligid ng balakid.
• Ang UAV ay bumalik sa orihinal nitong posisyon.

Gyro stabilization, IMU at flight controller

Ang teknolohiya ng gyro-stabilization ay nagbibigay-daan sa mga drone na lumipad nang maayos at walang pag-alog. Ang gyroscope ay dapat gumana sa bilis ng kidlat upang matiyak ang matatag na paglipad ng aparato. Bilang karagdagan, nagbibigay ito ng lahat ng kinakailangang impormasyon sa pag-navigate sa piloto, i.e. sa iyo.

Inertial yunit ng pagsukat(IMU) ay ginagamit upang subaybayan ang kasalukuyang acceleration ng device gamit ang kumbinasyon ng ilang accelerometer. Ang ilang mga yunit ng IMU ay may kasamang magnetometer, na nagsisilbing higit pang patatagin ang device.

Ang gyroscope ay isang mahalagang bahagi ng IMU, na siya namang mahalagang bahagi ng UAV control at measurement system. Ang Flight Controller ay mahalagang sentral na utak ng drone.

Drone engine at disenyo ng propeller

Salamat sa kanilang mga makina at propeller, ang mga drone ay maaaring lumipad sa anumang direksyon. Sa quadcopter ay gumagana ang mga ito nang magkapares: 2 motor at 2 propeller na umiikot sa clockwise (CW Propellers) at isang pares ng motor na may propeller na umiikot nang counterclockwise (CCW Propellers).

Tumatanggap sila ng data mula sa flight controller at electronic speed controllers (ESC) at, alinsunod sa mga ito, ginagawa ang drone hover sa isang lugar o lumipad sa nais na direksyon.

Mga parameter ng flight sa screen sa real time

Maaari mong subaybayan ang telemetry ng flight at obserbahan ang lahat ng nakikita ng drone gamit ang isang remote control o smartphone.

Walang teknolohiyang Fly Zone

Upang mapabuti ang kaligtasan at maiwasan ang paglipad sa mga pinaghihigpitang lugar, ang pinakabagong mga drone mula sa DJI at iba pang mga manufacturer ay may kasamang feature na "No Fly Zone."

Ang mga exclusion zone na ito ay nahahati sa dalawang kategorya: A at B. Maaaring baguhin at ayusin ng manufacturer, sa pamamagitan ng firmware update, ang laki at lokasyon ng mga zone na ito.

Paghahanda para sa paglipad

Pagkatapos i-on ang device, maghahanap ito ng mga GPS satellite. Kapag naka-detect ang drone ng hindi bababa sa 6 na satellite, ang mensaheng "Handa nang lumipad" ay lalabas sa screen ng control panel.

Panloob na compass at Failsafe function

Nagbibigay-daan sa UAV at remote control system na tumpak na matukoy ang kasalukuyang lokasyon nito. Ang pagkakalibrate ng compass ay kinakailangan para itakda ang return point. Kapag naitatag na ang puntong ito, kung ang signal sa pagitan ng drone at ng remote control system ay nawala, ang UAV ay babalik sa "home". Ang tampok na ito ay kilala bilang Failsafe.

First-person video broadcast na teknolohiya

Ang FPV ay nangangahulugang "First Person View" at tumutukoy sa pagkakaroon ng camera na naka-mount sa drone at pagkatapos ay nagbo-broadcast ng video nang real time sa receiving device ng piloto sa lupa. Iyon ay, ang taong nagpapatakbo ng drone ay halos literal na "nakikita sa pamamagitan ng mga mata nito," sa halip na pagmasdan lamang ang UAV mula sa lupa.

Ang tampok na ito ay nagpapahintulot din sa iyo na kontrolin ang drone nang mas tumpak, lalo na pagdating sa pag-iwas sa mga hadlang. Sa tulong nito, napakaginhawa upang makontrol ang isang drone na lumilipad sa loob ng bahay, pati na rin sa mga kaso kung saan ang pagsubaybay sa UAV mula sa lupa ay imposible lamang para sa maraming mga kadahilanan (halimbawa, ipinadala mo ang drone sa kagubatan o mga bundok).

Ang napakabilis na paglaki at pag-unlad ng drone racing ay hindi magiging posible nang walang teknolohiya ng FPV.

Ang mga "karera" na drone na ito ay nilagyan ng built-in na multi-band wireless FPV transmitter. Depende sa uri ng drone, parehong matatanggap ng remote control at isang computer, tablet o smartphone ang broadcast na video.

Siyempre, ang real-time na paghahatid ng video ay direktang nakasalalay sa lakas ng signal sa pagitan ng remote control at ng drone. Ang pinakabagong mga drone gaya ng DJI Mavic at Phantom 4 Pro ay maaaring mag-broadcast ng live na video hanggang 7 km ang layo. Paggamit ng Phantom 4 Pro at Inspire 2 ang pinakabagong sistema Mga pagpapadala ng DJI Lightbridge 2.

Gumagamit ang mga drone tulad ng DJI Mavic Pro ng mga pinagsama-samang controller at matatalinong algorithm upang magtakda ng bagong pamantayan wireless transmission mga larawang may mataas na resolution sa pamamagitan ng pagbabawas ng latency at pagtaas ng maximum na hanay ng komunikasyon.

FPV para sa 4G/LTE network

Noong 2016 ay lumitaw bagong teknolohiya, na nagbibigay-daan sa iyong magpadala ng video sa real time na may kaunting latency gamit ang 4G. Ang teknolohiya ay tinatawag na Sky Drone FPV 2. Kabilang dito ang pag-install ng camera, data module at 4G modem sa drone.

Firmware at port para sa mga update

Maaari mong i-update ang flight control system ng halos anumang bagong drone gamit ang PC gamit ang USB cable.

Ang UAV ay maaaring ilarawan bilang isang lumilipad na computer na may camera at iba't ibang sensor na naka-install dito. Tulad ng anumang computer, ang mga drone ay may firmware - software na responsable para sa pagpapatakbo ng drone at kontrol nito.

Naglalabas ang mga manufacturer ng UAV ng mga update para ayusin ang mga bug at magdagdag ng mga bagong feature ng device.

LED flight indicator

Matatagpuan ang mga ito sa harap at likod ng unmanned aerial vehicle. Ang mga front LED ay nagpapahiwatig ng "ilong" ng aparato. Ang mga hulihan ay umiilaw kapag mahina na ang baterya ng device, upang agad itong mapansin ng may-ari nito.

UAV remote control system

Ito ay isang aparatong wireless na komunikasyon gamit ang 5.8 GHz frequency. Ang drone at remote control ay dapat na ipares bilang default, na tinatawag sa labas ng kahon. Kasama sa system na ito ang isang receiver na nakapaloob sa remote control at ilang iba pang elemento, na tinatalakay sa ibaba.

UAV frequency range extender

Isa rin itong wireless na device sa komunikasyon na gumagana sa frequency na 2.4 GHz. Ito ay ginagamit upang palawigin ang hanay ng komunikasyon sa pagitan ng isang smartphone o tablet at isang drone sa mga bukas na espasyo.

Ang saklaw ng paghahatid ay maaaring umabot sa 700 m Ang bawat naturang extender ay may natatanging MAC address at pangalan ng network (SSID).

Gaya ng nabanggit sa itaas, maaaring lumipad ang ilang modelo sa layo na hanggang 7 km habang nagbo-broadcast ng video. Isa itong magandang advertisement para sa mga extender ng range - kaya naman napakasikat ng mga ito sa mga user.

Mga smartphone app na ginagawa silang mga ground station

Karamihan sa mga modernong drone ay maaaring kontrolin mula sa isang remote control o mula sa isang smartphone gamit ang isang espesyal na application. Ang ganitong mga application ay ganap na pinapalitan ang remote control na maaari mong i-download ang mga ito mula sa Google Play o Apple Store. Ang bawat tagagawa ay may sariling may tatak na aplikasyon, halimbawa, Go 4 mula sa DJI.

Mataas na pagganap ng camera

Sa pinakabago mga sasakyang walang sasakyan May mga camera mula sa DJI, Walkera, Yuneec at iba pang mga tagagawa na maaaring mag-shoot ng video sa 4K na format at kumuha din ng 12 megapixel na mga larawan.

Maraming mas lumang modelo ng UAV ang gumamit ng mga camera na hindi ganap na angkop para sa aerial photography. Dahil sa malawak na anggulo ng lens, ang mga larawan ay madalas na baluktot. Sa pinakabagong mga modelo, ang sagabal na ito ay inalis.

Mga drone na may zoom lens

Noong 2016 at 2017, lumitaw sa merkado ang ilang gimbal na may pinagsamang mga camera na sumusuporta sa Zoom function.

Inilabas ng DJI ang Zenmuse Z3, na isang integrated air zoom camera na na-optimize para sa photography. Ang Zenmuse Z3 ay may 7x zoom, na binubuo ng 3.5x optical at 2D digital, na may focal length range na 22 hanggang 77mm, na ginagawa itong perpekto para sa mga pang-industriyang aplikasyon.

Pagkatapos ay inilabas ng DJI ang Zenmuse Z30 noong Oktubre 2016. Ang Zenmuse Z30 ay isang pinagsamang camera na may 30x optical zoom at 6x digital zoom na may buong magnification na hanggang 180x. Ito ay nagpapahintulot na ito ay magamit sa industriya, halimbawa, upang siyasatin ang mga cell tower upang makakuha ng detalyadong impormasyon tungkol sa kondisyon ng mga wire at ang istraktura sa kabuuan. Ang Zenmuse ay katugma sa hanay ng dalas ng drone ng DJI Matrice.

Ang Walkera Voyager 4 ay may kasamang hindi kapani-paniwalang camera na may 18x zoom. Ang camera na ito ay may kakayahang mag-shoot sa 360 degrees. Ang pag-record ng video ay ginagawa sa 4K na format sa 30 mga frame bawat segundo.

Mga gimbal

Napakahalaga ng teknolohiya ng Gimbal para sa mataas na kalidad na pagbaril ng larawan at video. Binibigyang-daan ka ng gimbal na ihiwalay ang camera mula sa vibration na nagmumula sa UAV mismo. Bilang karagdagan, sa tulong nito ay maaaring baguhin ng camera ang mga anggulo sa pagtingin. Karamihan sa mga 3-axis na gimbal ay may kakayahang dalawang shooting mode: normal at FPV.

Halos lahat ng mga bagong UAV ay nilagyan ng ganoong sistema. Ang nangunguna sa lugar na ito ay ang DJI kasama ang linyang Zenmuse nito.

Mga sensor ng UAV

Ang mga multispectral, lidar, photogrammetric at thermal imaging sensor ay ginagamit sa mga unmanned na sasakyan para sa high-precision na pagmamapa at aerial photography. Sa kanilang tulong, maaari kang makakuha ng mga digital elevation na mapa (DEMS), pati na rin ang data sa estado ng mga pananim, bulaklak, shrubs, puno at kahit fauna.

Noong 2016, lumabas sa merkado ang mga drone na may Time-of-Flight, na tinatawag na "time-of-flight" na mga sensor na tumutukoy sa distansya sa isang bagay. Ang mga sensor na ito ay maaaring gamitin para sa iba't ibang layunin: pag-scan ng bagay, panloob na nabigasyon, pag-iwas sa balakid, 3D photography, augmented reality na mga laro at marami pang ibang lugar.

Ang drone ay maaaring i-program upang lumipad sa isang partikular na lugar gamit ang isang autonomous navigation system. Ang UAV camera ay kukuha ng mga larawan sa pagitan ng 0.5 o 1 segundo. Ang mga larawang ito ay pagkatapos ay "tinahi" gamit ang espesyal na software upang lumikha ng isang 3D na mapa ng lugar.

Ang DroneDeploy ay isa sa mga nangunguna sa paglikha ng 3D mapping software sa agrikultura. Ang kanilang pinakabagong produkto, ang Fieldscanner, ay gumagana sa karamihan ng mga pinakabagong drone.

Teknolohiya sa pagtuklas ng balakid at pag-iwas sa banggaan

Ang mga modernong drone ay halos palaging nilagyan ng gayong mga sistema. Ang sensor ng pagtukoy ng balakid ay patuloy na sinusuri ang paligid. Kasabay nito, ang mga algorithm ng software at teknolohiya ng SLAM ay lumikha ng isang 3D na mapa, na pinoproseso ng flight controller at pinapayagan ang drone na maiwasan ang mga banggaan. Gumagamit ang system na ito ng isa sa ilang sensor para mas makilala ang mga potensyal na mapanganib na bagay:

• sensor ng video,
• ultrasonic,
• infrared,
• lidar,
• monokular na paningin.

Proteksyon sa pagkahulog ( Anti-Drop Kit)

Pinoprotektahan ang camera sa kaganapan ng pag-crash ng UAV.

Software sa pag-edit ng video

Ang pagkakaroon ng mataas na kalidad na video software ay mahalaga kapwa para sa paggawa ng pelikula at para sa kasunod na pagproseso ng materyal. Karamihan sa mga modernong drone ay maaaring mag-shoot sa Adobe DNG format, na kung saan ay napaka-maginhawa para sa kasunod na trabaho sa mga resultang mga imahe.

Mga operating system na ginagamit ng mga drone

Ang karamihan sa mga drone ay nagpapatakbo ng Linux, ang iba ay gumagamit ng MS Windows. Gayundin, ang Linux Foundation ay may isang proyektong inilunsad noong 2014 na tinatawag na Dronecode*.

*Ang Dronecode ay isang proyekto upang lumikha ng isang libre, open-source na platform para sa mga unmanned aerial na sasakyan.

Pinakabagong mga high-tech na drone

Siyempre, hawak ng DJI ang malaking bahagi ng makabagong merkado ng drone. Narito ang listahan ang pinakabagong mga device, na nagkakahalaga ng pagbibigay pansin sa:

• - isang maliit na drone na maaaring mag-alis mula sa iyong palad.

• – isang maliit na foldable drone na may mga sensor ng pag-iwas sa banggaan na matatagpuan sa harap at ibaba. Super stable na flight at makakapag-shoot ng 4k na video.

• DJI Phantom 4 Pro – gamit ang Vision collision avoidance technology. Isang multi-purpose unmanned aerial vehicle na may kakayahang magsagawa ng aerial photography at photogrammetric work. Ang built-in na camera ay nilagyan ng 4x zoom.

• DJI Inspire 2 - Naka-patent na disenyo at mga motor. Isang multi-purpose drone na may mga gimbal at camera na idinisenyo para sa aerial photography, 5K video recording, photogrammetry, multispectral at thermal imaging.

• Yuneec Typhoon H Pro – gumagamit ng patented na "Realsense" na teknolohiya sa pag-iwas sa banggaan ng Intel. Mahusay para sa propesyonal na aerial photography.

• Ang Walkera Voyager 4 ay isang propesyonal na drone na may 18x optical zoom camera, na ginagawa itong perpekto para sa mga misyon sa paghahanap at pagsagip.

• Ang DJI Matrice 200 Commercial Quadcopter ay isang drone na may built-in na dual batteries, IMU system at satellite navigation. Sinusuportahan ang pag-install ng 2 camera (halimbawa, isang camera na may thermal imager at isang zoom). Nilagyan ng video sensor, ultrasonic at ToF sensor. Tamang-tama para sa pag-inspeksyon ng mga bagay na mahirap maabot upang masuri ang kanilang kondisyon.

Mga Mode ng Intelligent na Flight

Ang lahat ng nasa itaas na UAV ay may maraming iba't ibang intelligent flight mode. Ang Phantom 4 Pro mula sa DJI ay namumukod-tangi lalo na sa iba, na mayroong mga mode tulad ng:

• Aktibong Track (Profile, Spotlight, Circle) - aktibong track;
• Gumuhit ng Mga Waypoint - pagguhit ng mga waypoint;
• TapFly - intelligent flight mode;
• Terrain Follow Mode - terrain mode;
• Tripod Mode - tripod mode;
• Mode ng Kumpas - mode ng kilos;
• S-Mode (sport);
• P-Mode(posisyon);
• A-Mode (posisyon ng hangin);
• Beginner Mode - paunang mode;
• Course Lock - lock ng kurso;
• Home Lock - lock ng bahay;
• Pag-iwas sa Balakid - pag-iwas sa mga hadlang.

paggamit ng UAV

Maaaring gamitin ang mga drone para sa iba't ibang layunin. Kapag nag-install ka ng camera o mga sensor gaya ng Lidar, Thermal, ToF, Multispectral at marami pang iba, mas lumalawak ang hanay ng mga application ng mga device.

Ang pinakamahusay na mga video sa paksa ng mga UAV

Nasa ibaba ang 2 video na nagdedetalye ng teknolohiya ng UAV. Sa unang video, ang nangungunang UAV specialist na si Raffaello D'Andrea ay magbibigay sa mga manonood ng ideya ng software na pinagbabatayan ng teknolohiya ng mga unmanned aerial na sasakyan iba't ibang modelo(ang video, sa kasamaang-palad, ay hindi iniangkop sa Russian).

Mga drone ng militar

Ang sumusunod na video ay isang kuwento tungkol sa kung paano ang kasalukuyan at hinaharap ng teknolohiya ng militar ay nabibilang sa mga unmanned aerial na sasakyan tulad ng Predator at Reaper.

Dalawang medium-sized na military UAV na kasalukuyang aktibong ginagamit ay ang Predator MQ-1B at MQ-9 Reaper. Ginamit ang mga ito sa Afghanistan at Pakistan.

Ang mga nakaraang taon ay nakakita ng malaking pamumuhunan sa pagpapaunlad ng drone, lalo na sa negosyo at mga consumer UAV na sektor. Ang teknolohiya ay tunay na nakagawa ng malalaking hakbang sa loob lamang ng ilang taon.

Batay sa mga materyales mula sa DroneZon