Устройство системы FPV

Система FPV многокомпонентна и реализована при помощи нескольких технологий. Первая представляет собой захват изображения, вторая – обработку полученных данных и их дополнение информацией, полученной с датчиков (скорость полета, высота, состояние аккумуляторной батареи, расстояние до препятствия и.т. д.), для реализации сопряженной технологии OSD, третья – беспроводная передача и прием сигнала для вывода картинки и основной информации на экран.

Бортовые видеокамеры

Камеры, установленные на квадрокоптер, могут быть различными как по габаритам, там и по основным характеристикам. Часто используют микрокамеры с наклонно-поворотным механизмом и камеры, установленные на стабилизирующий подвес. Основными показателями для FPV-камер являются разрешающая способность и время задержки матрицы.

Системы передачи и приема видеосигнала

Передача видеопотока выполняется посредством передатчика и приемника. Основными характеристиками являются мощность передатчика, которая напрямую влияет на максимальную дальность его сигналов, и несущая частота. Большинство передатчиков работают в диапазонах 900 МГц (0.9 ГГц), 1,2 ГГц, 2,4 ГГц, 5,8 ГГц и по технологии передачи данных Wi-Fi. Ниже будут рассмотрены основные типы передачи видеосигналов:

2,4 ГГц (аналоговое)

Среди частот подключения 2,4 ГГц — наименее популярный диапазон. Главными причинами непопулярности является высокая чувствительность аналогового сигнала к помехам, подверженность размытию и шумам. Все из-за большого количества приборов, окружающих нас и работающих в данном диапазоне — WiFi-устройств, Bluetooth, пультов дистанционного управления. Как следствие, сигнал будет неустойчивым, а передаваемое изображение — некачественным.

Wi-Fi на 2,4 ГГц (цифровое)

Наиболее универсальная технология передачи данных, в которой реализуются полеты в FPV-режиме. Первой причиной популярности технологии является низкая стоимость Wi-Fi-передатчика, которым оснащается камера беспилотника, второй – отсутствие дополнительного устройства для трансляции видеоизображения (его роль успешно выполняет смартфон или планшет). Перед началом пилотирования устанавливается специальное приложение на гаджет и подключается к Wi-Fi точке коптера. Но у технологии есть и свои минусы:

· радиус передачи сигнала ограничен Wi-Fi-зоной;

· задержка изображения, значение которой увеличивается с удалением коптера от пульта дистанционного управления.

5,8 ГГц (аналоговое)

Данный диапазон лучшего всего подходит для FPV-пилотирования. Частота передает видеоизображение с хорошей пропускной способностью на достаточно дальние расстояние. Задержка передачи данных практически незаметна и оптимальна для скоростных полётов. Однако различные препятствия, стены и т.п., оказывают существенное влияние на дальность. Как следствие, дальность надежной работы видеоканала на частоте 5,8 ГГц снижается и применяется преимущественно на небольших коптерах.

В зависимости от несущей частоты сигнал принимается приемником, частота которого должна соответствовать частоте передатчика. Впоследствии преобразованный видеосигнал передается на экран монитора/очков. Стоить понимать, что у приёмников большой дальности нет, поскольку диапазон сигнала зависит от мощности передатчика и антенны.

Телеметрия или OSD

OSD (One Screen Display - англ. «информация на экране», т.е. «поверх основной картинки») – вывод телеметрической информации на видеопоток и отображение на дисплее очков, планшета, телефона.

OSD может быть как встроенным в оборудование квадрокоптера, так и представлять собой отдельную внешнюю плату, которая дает возможность контролировать различные параметры коптера в режиме реального времени. Применение OSD для полётов в FPV необязательно, однако служит полезным инструментом — помогает следить за состоянием коптера и избегать различных проблем в процессе полёта. Ниже приведена основная информация, которую получает OSD.

Основная информация OSD выводимая на дисплей пилота:

· Высота полёта

· Скорость полёта

· Направление полёта

· Напряжение аккумуляторов

· Датчик тока (потребление тока от АКБ)

· Предупреждения (сигнализирующее о низком заряде АКБ и тд.)

· Линия горизонта (помогает выравнивать коптер, опираясь на положении линии).

Способы просмотра изображения с камеры:

1. Прием видеоизображения по Wi-Fi на телефон. В этом варианте телефон обычно крепится к пульту дистанционного управления, для удобности просмотра и управления.
2. FPV-очки и FPV-шлем. Устройства, на которые передается видеопоток в реальном времени и отображается на встроенном экране. Создается реалистичное погружение в полёт, не сравнимое с визуальным управлением коптера. Используются в гоночных дронах.
3. Монитор. Простой небольшой экран с козырьком для защиты от боковых солнечных лучей. Монитор либо монтируется на пульт дистанционного управления, либо выступает в роли отдельного устройства. Не используются в гоночных дронах.