FPV быстро становится одним из самых популярных и необыкновенных видов спорта по всему миру. FPV дает возможность каждому летать, как птица. Для меня это самые сюрреалистичные ощущения, вызывающие быстрое привыкание.

В этой статье мы рассмотрим, что такое FPV для мультикоптеров, как собрать FPV систему от простой до сложной, как выбрать «железо», и в конце будут приведены полезные советы.

Что такое FPV

FPV — это сокращение от First Person View (вид от первого лица). В мире радиоуправляемых моделей FPV в основном означает способ управление беспилотным аппаратом с помощью видео камеры на борту. Видео в реальном времени передаваемое пилоту мультикоптера (дрона) позволяет управлять им вне поле зрения.

Некоторые FPV пилоты сравнивают это с игрой в компьютерные игры. Это и вправду так, единственное различие — вы управляете коптером стоимостью около 300$, который вы собирали несколько дней. Повышенный уровень внимания делает это хобби напряженным и захватывающим. Чем бы вы не управляли — гоночным мини квадрокоптером или же медленным квадрокоптером для аэросъемки, вы не отстранитесь равнодушным.

Преимущества FPV

Полет FPV — это более точный способ управления вашим мультикоптером, особенно если вокруг полно препятствий, мешающих видеть дрон. Кроме того коптер сможет летать выше и значительно дальше, чем без FPV.

Также FPV делает управление более реалистичным для оператора и позволяет лучше чувствовать оборудование. И суммарно:

• Более быстрый полетMore agile flying
• Точное управление
• Полет выше и дальше
• Больше удовольствие от полета

Дешевый выбор FPV

Я настоятельно рекомендую собрать свой собственный мультикоптер и FPV систему, что и является целью данной статьи. Но если у вас совсем нет опыта в электронике или нет времени, выпускаются готовые к полету квадрокоптеры. Один из наиболее известных примеров — Hubsan H107D FPV Mini Quadcopter .

Это полная FPV система, LCD экран и видео приемник встроены в радиопередатчик. Это сравнительно дешевый способ, чтобы начать летать по FPV и хорошая тренировочная платформа.

Как это работает.

Технологии беспилотных летательных аппаратов продолжают развиваться, все показатели дронов стремительно улучшаются и растут: надежность, безопасность, управляемость и т.д. Появляются такие функции, как “возврат домой”, “системы FPV с отслеживанием положения головы”, “3D FPV очки”, “огибание препятствий ”, “функция следуй за мной” и другие.

Наиболее расространенная FPV система состоит из следующих частей:

• камера
• видео передатчик (VTX)
• видео приемник (VRX)
• видео дисплей

Камера устанавливается впереди мультикоптера, что дает пилоту ощущение нахождение внутри летательного аппарата.

Живое видео передается с помощью видео передатчика по радио каналу, затем принимается видео приемником на земле. После этого видео сигнал отображается на мониторе или FPV очках.

Более сложные системы могут включать GPS и разного рода сенсоры для отображения различных полетных данных на экране используя OSD модули.

FPV камера

FPV камеры обычно легкие и маленькие, для удобного размещения на беспилотные летательные аппараты. Как и при выборе других камер, сначала нужно обратить на разрешение. Но есть и другие факторы влияющие на принятие решения.

TVL – разрешение

TVL — это мера измерения разрешения камеры.

600TVL — это стандартное разрешение для аналоговой камеры, обычно этого достаточно для большинства людей и мониторов. Вы можете летать и на камере с меньшим разрешением, таким как 380 твл., но картинка будет не такая четкая. Также существуют камеры с разрешением 800TVL и 1200TVL, но если ваш передатчик работает в стандарте PAL/NTSC больше 700 Твл вы не увидите (ограничения стандарта).

Тип матрицы – CCD или CMOS

CCD и CMOS — это два типа сенсоров внутри камер. CCD матрицы более дорогие чем CMOS, но лучше по следующим причинам:

• меньше «желе»
• большая светочувствительность.
• широкий динамический диапазон
• меньше шумов

GoPro, Mobius, Runcam HD — все это CMOS камеры и не идеальны для FPV , хотя и отлично справляются с записью HD видео. У этих камер есть аналоговый видеовыход, но у него плохой динамический диапазон и есть задержка.

Формат видео – NTSC / PAL

На самом деле это не проблема в каком стандарте работает камера PAL или NTSC, обычно FPV оборудование поддерживает оба.

Главное отличие в том, что PAL обеспечивает большее разрешение, в то время как NTSC предлагает большее количество кадров в секунду. Таким образом если нужна картинка получше то ваш выбор — PAL. Если нужно снимать быстро меняющуюся сцену, то NTSC лучше выполнит свою работу.

PAL: 720 x 576 @ 25fps
NTSC: 720 x 480 @ 30fps

Задержка

Задержка в случае FPV камеры важна, если нужно летать рядом с препятствиями или в случае гонок. Задержка на видео камере приводит к увеличению времени реакции пилота. Отдельный аналоговые видеокамеры дают значительно меньшую задержку по сравнению с HD видеокамерами, такими как GoPro или Mobius.

Видео приемник и передатчик.

Передача видеосигнала — это основа FPV системы. Она определяет, как будет надежно соединение и как далеко вы сможете улететь без обрыва видео сигнала.

FPV частоты

Прежде чем приобрести это особенное оборудование, вам нужно разобраться на каких частотах работают видео передатчики и приемники.

Наиболее часто используемые частоты:

• 900 Mhz
• 1.2 ghz
• 1.3 ghz
• 2.4 ghz
• 5.8 ghz

Чем ниже частота, тем больше проникающая способность, но больше геометрические размеры антенны. Кроме того, не все FPV частоты можно использовать легально, все зависит от местных указов и законов.

На данный момент наиболее популярная частота 5.8Ghz по ниже приведенным причинам:

• законно в большинстве стран
• небольшая антенна
• дешевизна
• широкая распространенность
• не влияет или влияет незначительно на частоту 2.4Ghz

Каждая частота имеет свое число каналов. Например на частоте 5.8 Ghz — 32 канала. Это дает возможность пилотам выбирать разные каналы при совместных полетах. Таким образом они могут не мешать друг другу.

Не все видео передатчики и приемники могут работать на всех каналах, это зависит от конкретного бренда. Убедитесь, что видео передатчик соответствует приемнику.

Мощность видео передатчика.

Вы можете увидеть видео передатчики мощностью 25mW, 200mW, 600mW и даже 1000mW (1W). Больше мощность — больше радиус действия. Но не стоит слепо приобретать передатчик с большей мощностью.

Первое, вы должны проверить легальность использования выбранной FPV частоты и мощности в вашей стране или регионе.

Второе, увеличение радиуса действия путем увеличения мощности передатчика сильно не эффективно. Для увеличения дальности вдвое, мощность должна быть увеличена в четыре раза. Скажем, если с передатчиком мощностью 200mW вы получили дальность 1 км, то чтобы достичь радиуса действия 2 км. ваш передатчик должен выдавать мощность 800mW.

Я считаю, что не нужно гнаться за сверхвысокой мощностью. Многие устанавливают 5.8 Ghz передатчик мощностью 250mW и управляют мини коптером на расстоянии до 1 км (с хорошими антеннами). Большинству и не нужно дальше летать. Однако, частота 5.8 Ghz не очень подходит, если между пилотом и мультикоптером есть предметы, такие как деревья и здания.

Антенна для передатчика и приемника

Когда дело доходит до выбора антенны, нужно определиться с несколькими основными параметрами.

• Поляризация антенны: круговая или линейная
• Усиление антенны: направленное или всенаправленное.

Обычно передатчики и приемники поставляются в комплекте с штыревыми антеннами, которые обладают малой дальностью и легко подвержены помехам. Это линейно поляризованные антенны. Рекомендуется использовать антенны с круговой поляризацией для улучшения качества работы FPV системы.

Направленные антенны обладают большей дальностью действия, но вам чтобы антенна все время была направлена в сторону коптера. В противном случае качество приема сигнала ухудшается.

Типы антенн

Существует большое число антенн применяемых в FPV. Я перечислю наиболее популярные и часто используемые.

• Всенаправленная антенна – это стоковая штыревая антенна, которая идет в комплекте с передатчиком и приемником. Они обладают одинаковой дальностью приема в любом направлении, кроме того их легко изготовить самостоятельно.

• Клеверные антенны – это антенны с круговой поляризацией обычно с малым усилением. Диаграмма направленности этих антенн имеет форму пончика. Меньшее усиление выше и ниже антенны, основная часть в горизонтальном направлении.

• Спиральные и патч антенны – это направленные антенны, которые обладают большей дальностью и проникающей способностью.

Тип антенного разъема — SMA и RP-SMA

Когда выбираете антенны для приемника и передатчика, убедитесь что разъемы на них совместимы.

FPV очки и мониторы

Многие затрудняются, что выбрать — очки или монитор. FPV очки более дорогие по сравнению с монитором, поэтому для начала я взял дешевый 7″ LCD монитор. Спустя год я обновил его до хороших FPV очков.

Я по-настоящему наслаждался полетами с монитором. Я мог с легкостью переносить взгляд от монитора к квдарокоптеру — это особенно полезно при посадках. Но еще больше мне понравилось летать в FPV очках. Я мог видеть окружающие более четко и чувствовать больший контроль. Кроме того очки легче переносить и они совсем не засвечиваются на солнце.

Помимо цены на выбор влияют персональные предпочтения. Некоторые люди наслаждаются захватывающими ощущениями при полете в очках, у других могут появляться головные боли или чувствуют не комфортно нося их. Также уровень вашего зрения может повлиять на использование очков.

Если вы заинтересовались очками, лучше всего взять у друзей на пробу прежде чем совершить покупку.

Если вы решили купить монитор, обратите на следующие детали:

• Правильный видео вход : убедитесь, что у монитора есть AV вход.
• Входное напряжение : убедитесь, что монитор может быть запитан от батареи 2S или 3S.
• Опции : некоторые мониторы поставляются со встроенными рекордерами и приемниками — это достаточно полезно.
• Размер : я думаю 7″ вполне достаточно и удобно.
• Яркость и подсветка: это важно, если вы планируете летать под солнцем. Хотя вы можете использовать защитную шторку, все равно могут возникнуть проблему, если изображение недостаточно яркое.
• Синий экран : когда теряется видео сигнал, некоторые мониторы показывают синий экран (или черный). Это не подходит для FPV, вам нужен монитор, который показывает помехи, когда пропадает сигнал. Так как при плохом видео сигнале, вы еще можете вернуть коптер назад.

OSD – отображение данных на экране

OSD применяется для отображении информации во время полета на живом FPV видео. Это не обязательная опция, но знать такую информацию, как напряжение батареи, координаты GPS, скорость, высота и др. очень полезно.

Входное напряжение и регуляторы напряжения.

Вы должны быть уверены, что ваше FPV оборудование запитано от нужного напряжения. Большинство FPV оборудования в настоящий момент работает от напряжения 12V. Если ваш квадрокоптер работает от батареи 3S LiPo (11.1V), то можно запитать FPV систему напрямую от батареи.

Однако, если основная батарея на 4S или больше, вы можете запитать FPV оборудование от отдельной 3S lipo батареи. Другой вариант использовать регулятор напряжения для понижения,например, с 4S 16.4V до 12 V.

LC фильтр (силовой фильтр)

Моторы генерируют большое количество помех в системе питания коптера. Если FPV система питается от основной батареи, помехи могут возникнуть на передатчике и камере, как результат прыгающие белые полосы на видео. Это особенно заметно, если поддать газа.

LC фильт (фильтр питания) используется, чтобы уменьшить помехи в сети питания. Они продаются готовыми или вы можете собрать их самостоятельно.

Если вы используете несколько камер на камер на коптере. Например, FPV камера и GoPro, вы можете использовать видео переключатель для отображения поочерёдно камер на мониторе или FPV очках, используя один из каналов на радио передатчике.

Это особенно полезно для тех, кто летает по FPV камере, но также хочет периодически проверять, что снимает HD камера.

Преобразование видео частоты!

Некоторые FPV очки оснащены встроенным приемником, который поддерживает только 5.8Ghz. Если вам нужны частоты 1.3Ghz или 2.4Ghz, вы можете изготовить или преобрести модуль для преобразования.

Могу ли я использовать мой iPad, смартфон или другие карманные устройства для FPV?

Конечно можете! Вы можете передавать живое видео через wifi или использовать аналого-цифровой видео конвертер для отображения видео на вашем мобильном устройстве.

Где расположить мои FPV компоненты на коптере?

Располагайте антенну передатчика, как можно дальше от других антенн, таких как антенна приемника или антенна GPS.

Что такое желе, о котором я постоянно слышу?

Желе — это эффект, возникающий при воздействии на камеру вибраций от моторов, пропеллеров или просто плохо настроенного квадрокоптера.

Вы можете не увидеть желе, когда летите по FPV камере, но посмотрите сколько вибраций на записе с HD камеры. CMOS камеры более подвержены вибрациям, чем CCD из-за отличий в работе затворов.

Что делать с аудио выходом FPV камеры?

Если вы его не используете, просто не обращайте на него внимания или отрежьте его.

Как научиться летать FPV?

Некоторые сначала мастерски научились управлять коптером визуально, а потом стали летать FPV. Я считаю, что это совершенно разные способы управления.

Также различные симуляторы помогут быстро приобрести основные навыки управления, уменьшив стоимость сломанных частей коптера.

Оборудование FPV в Иркутске можно приобрести в нашем интернет магазине

FPV станет еще одной ступенью на пути изучения всех возможностей пилотирования с помощью радиоуправления. Такой дрон будет лучшим подарком для тех, кто всегда мечтал полетать над землей, увидев собственными глазами родные просторы с высоты.

Что такое FPV?

Управление летающим дроном от первого лица стало возможным после изобретения системы FPV. Эта функция расшифровывается как First Person View. Ее работа заключается в том, чтобы моментально передавать изображение с видеокамеры летящего квадрокоптера на экран пилота, стоящего на земле.

Оператор видит картинку, которую снимает камера, и может управлять квадролетом, учитывая эту информацию. Получается, что у пилота возникает ощущение присутствия на борту летящего аппарата.

В корпусе обоих участников процесса, то есть в пульте и квадрокоптере, встроены передатчики. Дрон может передавать видео пилоту только на расстоянии, способном сохранить связь с передатчиком. Средней максимальной удаленностью машины от пилота является расстояние от 500 метров до 1 километра. При желании можно установить специальный усилитель сигнала и добиться дальности полета в 5 километров.

В стандартных моделях установлен передатчик видеосигнала небольшой мощности, которая соответствует мощности обычного передатчика, соединяющего пульт управления и мультикоптер. Такие сборки входят в подгруппу Low Range FPV.

В зависимости от качества модели изображение может быть нечетким или очень высокого качества. Одновременно с передачей видео можно включить запись на карту памяти и заснять полет дрона. Данные с видеокамеры чаще всего передаются через wi-fi, так что в качестве принимающей стороны может выступать даже обычный смартфон. Специальные направления авиамоделей с большой дальностью сигнала носят название Long Range FPV.

Фактически, функцию полета от 1-го лица можно установить на любой квадрокптер. При этом желательно, чтобы он обладал режимом автопилота, системой стабилизации и возможностью управления камерой. Дополнительно встраивается на раму передатчик сигнала, а также аппаратура для телеметрии, и квадрокптер с FPV готов. Возможно, понадобится еще более мощная батарея, чтобы летательный аппарат смог поднять в небо новый груз на борту. Есть разные программные обеспечения для получения картинки с корпуса летящей машины. Так, в качестве экрана может быть использован смартфон, пульт управления, ноутбук, переносной DVD-плеер или даже телевизор. Последним трендом пилотирования от первого лица стали FPV-очки.

Плюсы и минусы FPV-очков

Максимальное погружение в реальность можно получить с помощью FPV-очков. Надевая их на свои глаза, оператор фактически видит то, что видит оптика на летящем дроне. С одной стороны, пилот оказывается в виртуальной реальности, ведь на самом деле он не летит над землей, а с другой стороны, он осуществляет самое настоящее управление квадрокоптером.

Такие видеоочки могут быть неудобны для людей, у которых есть проблемы со зрением. Например, если оператор обладает близорукостью или дальнозоркостью, ему придется покупать специальную оптику для коррекции изображения.

Еще одной особенностью видеоочков является то, что пилот будет видеть лишь картинку с камеры, а то, что происходит вокруг, останется вне поля его зрения. Это может быть опасно, ведь владелец коптера может не заметить препятствия или людей. К счастью, эта проблема решена более современными моделями. Сейчас можно приобрести очки с внешней оптикой, которая будет фиксировать происходящее перед оператором. Он, в свою очередь, будет видеть картинку в картинке, получая более полную информацию.

Преимущества телеметрии

В процессе пилотирования через First Person View есть и другие приспособления, призванные создать комфортные условия управления. Многие современные радиоуправляемые квадрокоптеры снабжены функцией телеметрии или On-Screen Display. Так, качественные модели коптеров имеют несколько дополнительных датчиков, фиксирующих и передающих информацию о высоте, расстоянии, угле наклона и так далее на экран принимающей стороны.

С помощью этого режима можно более точно рассчитать траекторию полета и не волноваться за возможные погрешности, которые могут возникнуть, если пилот рассчитал бы все показатели «на глаз».

Модели квадрокоптеров с FPV

Рассматривая -полетов, прежде всего стоит ознакомиться с WLToys V666. За два года, которые выпускается эта модель, дрон становится все популярнее. Дизайн аппарата идентичен предыдущим версиям дронов этой марки, однако V666 выделяет его отличная видеоаппаратура и аккумулятор с большой емкостью.

First Person View на нем транслируется на специальный монитор, который крепится вверху пульта управления. Видеокартинка передается на экран с частотой 5,8 гигагерц, что более чем в два раза больше частоты связи станции управления и летящего коптера.

Стоит отметить небольшую стоимость беспилотника при достаточно качественных показателях. Дрон обладает маленьким весом при большой длине и ширине, а, если учесть его аккумулятор повышенной емкости, то это становится еще одним плюсом.

Благодаря облегченному весу, квадролет поднимет в воздух разнообразные приспособления. Например, на корпусе есть крепления для установки пускания мыльных пузырей, водяного пистолета и корзинки на лебедке.

Walkera QRX 350 PRO имеет экран, уже встроенный в корпус пульта. Для видеоаппаратуры установлен качественный подвес с контролем движения, но выбор самой камеры предоставлен будущему хозяину высокотехнологичной игрушки, который может выбрать как iLook, так и GoPro.

Если вам нужен карманный миникоптер с First Person View, то меньше, чем Hubsan X4, на нашем рынке найти невозможно. Конечно, из-за своих размеров по многим показателям беспилотник будет уступать другим моделям. Так, на нем установлена оптика с низким качеством съемки и аккумулятор с небольшой емкостью. Однако, для недалеких полетов в помещениях QRX 350 идеален.

Что касается беспилотников для профессиональной съемки, то производители давно заметили удобство и полезные свойства полетов от первого лица для видеооператоров. Практически каждая модель, имеющая в названии аббревиатуру PRO, может гордиться наличием этой функции. Самый популярный мультикоптер среди профессионалов видеосъемки – DJI Phantom различных серий. Аппараты этих моделей обладают рядом высокотехничных функций, таких как автопилот, «следуй за мной», зависание, автовозврат и прочие.

«Фантому» ничем не уступает дрон менее популярной марки Yuneec Typhoon Q500. Экран для приема First Person View встроен в пульт. Для Phantom же понадобится смартфон с установленной программой. Встроенный монитор Typhoon Q500, по сути, является настоящим полноценным планшетом внутри пульта. Экран на нем сенсорный, так что с помощью него можно не только видеть изображение с камеры, но и управлять дальнейшими действиями беспилотника.